3953.简易水塔水位控制电路

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1、第一章方案的选取该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流12V电压。稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。水位测量和水位监测电路主要由电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。电阻型水压传感器是最典型也是最简单的一种压力传感器。迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸现象的出现。水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。继电器可以提供水泵所需要的交流电，而电流放大电路是由

2、三极管组成，是一种比较典型的和简单的电路。用发光二极管构成显示电路更容易观察。综上所述，此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜，性能较稳定，操作简单，具有经济前景。第二章简易水位控制电路的基本组成及原理第一节系统的组成框图简易水塔水位控制电路的总体框图如图1所示。它是由水位监测电路、水位范围测量电路、水泵开关电路、显示电路和电源电路5部分组成。水位监测电路水位范围测量电路水泵开关电路显示电路电源电路16图1简易水塔水位控制电路的总体框图水位监测电路的功能是利用水压传感器的特性监测水压的变化，同时

3、将水压信号转化为电信号。水压范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水压范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。水泵开关电路的功能是完成控制水泵电路。显示电路的功能是利用发光二极管将水泵通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。第二节各单元电路的工作原理该电路能够检测出水塔的水位，并且能够在不同的水位下通过两个水泵控制。当SS2时，两个水泵都关闭。并且通过调节可变电阻R1可以改变水位S1,S2的范围，该电

4、路还能通过发光二极管显示水泵放水的各种状态。一电源电路电源电路的原理图如图2所示。电路直接从电网供电，通过变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成+12V的直流电压。电路中变压器采用常规的铁心变压器，电源变压器将交流电网电压220V变为合适的交流电压13V。整流电路采用二极管桥式整流电路，整流电路将交流电压13V变为脉动的直流电压13V。C1、C2、C3和C4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。稳压电路清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压12V的稳定。1

5、6图2电源电路一水位监测和水位范围测量电路如图3是水位监测和水位范围测量电路图。16图3水位监测和水位范围测量电路水位监测电路由可变电阻R1﹑R2和两个电阻型水压传感器构成。电阻型水压传感器是最简单也最典型的一种水压传感器，它的工作原理是通过阻抗的变化来表示水压的变化，同时将水压信号转化为电信号Vs，即Vs代表了实际水位S。本电路采用的电阻型水压传感器型号为16PT500-501，是水压传感器，即传感器的阻抗随水压的增加而增加。可变电阻R1和R2的作用是通过调节可变电阻的阻值，就可以调节Vs1和Vs

6、2的范围，也就可以调节水位控制范围。水位范围测量电路由两部分构成：第一部分是由电阻R13和稳压管D1构成的参考电压产生电路；第二部分是由迟滞比较器构成的水位范围测量电路。参考电源产生电路的功能是产生一个稳定的电压，由于参考电源产生电路输出端介入比较器的输入，为了防止出现输出电流导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。其中稳压管D1的稳定电压均为+6v，输出VREF=+6V。水位范围测量电路的功能有两个：第一是确定实际水位和水位控制范围的大小关系；第二是防止跳闸现象的产生。首先

7、，VREF输入到两个运算放大器的同相输入端，而Vs1和Vs2则同时分别输入到这两个运算放大器的反相输入端。这样，当Vs1VREF时，V1输出为高电平；当Vs2VREF时，V2输出为高电平。由于Vs1、Vs1、VREF分别代表S1、S2和S，实际水位和水位控制范围的大小关系就确定了。其次，本电路通过迟滞比较器代替单门限比较器来实现跳闸现象的出现。迟滞比较器A1的特性表达式为V1T+=Vp1=R7*VREF/（R3+R7

8、）+R3*V1（R3+R7）=（5+2）V=7V（1）V1T-=Vp1=R7*VREF/（R3+R7）+0=5V（2）由式（1）和式（2）可得到回差范围△VT=V1T+-V1T-16=7V-5V=2V，即V1从高电平转换为低电平和从低电平转换为高电平的分界点电压值有了2V的差别，从而就可以防止跳闸现象的出像。同理，迟滞比较器A2的特性表达式为V2T+=Vp2=R8*VREF/（R5+R8）+R5*V2（R5+R8）=（5+2）V=7V（3）V2T-=Vp2=R8*VR