流量,液位检测方案.doc

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1、题目：设计一个智能的仪表，能同时显示流量和液位的功能，要求写岀选择什么传感器，用到什么电路的原件及微处理器，并用八段数码管将所测得的数据实时显示出来，写出系统的结构流程图。液位检测电路设计、原理电容式液位计是采川测最电容的变化来测最液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数"和液面上的介电常数£2不同，比如：£1>e2,则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随Z加大因而电容量增大。反Z当液位下降，E值减小，电容量也减小

2、。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。二、信号采集木项目设计的电容式传感器的取样部件是分别涂上绝缘漆的两金属同心圆柱。它们作为电容的内、外两电极，如图1所示，其'I1：D.d分别为外电极内径和内电极外径—0、&分别为空气和被测液体的介电常数,•/为两极板相互重叠部分的长度,H为液位高度。在液位为零时初始电容量5为:Co=(D/d)(4)因此，在液位为刃时，电容变化量Cx为:2兀(£-£&H076jgQ三、信号转换电路设计思路：将变化的电容转换成变化的频率，通过光电耦合器电路抑制干扰，消除噪声后接入单片机

3、，通过检测两次相邻的上升沿或下降沿的时间便可计算脉冲的频率，将相应的频率值换算成相应的液位高度值，并用数码管显示出来，便可知道当前的液位高度。用到的电了器件：RaRbVc78436215VccQFoutR〒O.OlyF电容频率转换电路主要山NE555芯片来完成,555电路的输出频率的周期与电容量成正比。无液体时电容量为0,则输出频率的周期帀为.•70=2Ab601n2（7）由此，改变图屮电容C的值，其输出端3便有不同频率的脉冲输出，从而完成将变化的电容转换成频率变化的脉冲。光电耦合电路主要用TLP521來完成信号的转换，其

4、主要的功能是将传感器电路和单片机处理电路进行隔离，抑制干扰，消除噪声示将标准的脉冲信号输入单片机的I0M,供单片机处理。流量检测电路设计一、叶片式流量传感器原理其结构主要是由两个叶片，微型弹簧，以及微型电位器组成，当该装置没有液体流过时,两个叶片处于关闭状态，当有液体流过时，叶片在流体的作用下会张开，如果流量越大，两叶片的张角越大，叶片在张角变大的同时会克服弹簧的弹力并带动电位器的动片运动，从而导致电位器的电阻发生变化，通过外接的转换电路，将变化的电阻值转换成变化的电压，从而完成信号的转换过程。二、处理电路设计将变化的电压

5、经过放大滤波电路对信号进行放大，通过AD转换电路将模拟值转化成数字信号，然后输入到单片机屮，通过一定的算法，计算出相应的数值并送显示电路将具体的数值显示出来。整个电路的原件:XE555,TLP521（光电耦合芯片），MAX4638（多路选通开关），STC89C52,普通四位共阴极数码管，叶片式流暈传感器，LM324（运放），TLC5510CAD）,整个系统的框架图:片流传器叶式量感电阻D电压=>转换滤波，放大电路AD转换电路