【正文】 運(yùn)用智能控制算法，通過(guò)線(xiàn)性補(bǔ)償，將非線(xiàn)性曲線(xiàn)的檢測(cè)擬合為實(shí)際靜態(tài)直線(xiàn)中的真值水位，進(jìn)而有效的解決非線(xiàn)性問(wèn)題，確保檢測(cè)精度。10％傳感器測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)：? 傳感器由聚氟導(dǎo)線(xiàn)束、銅裸線(xiàn)及 PVCB 自來(lái)水管等三部分組成的（開(kāi)關(guān)）電容式傳感器。由加 1 鍵、減 1 鍵來(lái)改變 LED 的數(shù)值，每按 1 次，數(shù)值177。將采集到的液位與上限液位參數(shù)及下限液位參數(shù)比較，通過(guò)繼電器產(chǎn)生兩路開(kāi)／關(guān)信號(hào)。這一數(shù)字信息經(jīng)過(guò)由兩個(gè) 74LS393（雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器）所組成計(jì)數(shù)器，通過(guò)串碼／并碼變換電路，將水位串碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 12 位并碼后直接輸入到AT89S52 單片機(jī)對(duì)應(yīng)并口線(xiàn)，單片機(jī)外部使用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值再由單片機(jī)讀取。的迭加是不可避免的，事實(shí)上在傳輸電纜中傳輸?shù)拿}沖寬度是(τ H＋ τ 0)的函數(shù)，即 τ 1＝f（τ H＋τ 0） ，這一輸出脈寬需經(jīng)過(guò)一個(gè)消除電纜電容附加脈寬的電路（可用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)） ，就形成與水位 H 完全對(duì)應(yīng)的脈寬 τ H＝f （τ H 一 τ 0） ，此時(shí)產(chǎn)生的脈寬τ H 與水位 H 相對(duì)應(yīng)，隨水位高度 H 的變化而發(fā)生變化，如圖 37 所示：其數(shù)學(xué)模型為：τ 1＝ 1（C H＋C 0＋C A0）τ 0＝ 0CB0τ H＝τ 1 一 τ 0＝ 1（C H＋C 0＋C A0）一 當(dāng) R1 確定后調(diào)節(jié) R0 使： 1（C H＋C 0＋C A0）一 ＝0τ H＝ R 1 CH式中 R1 為調(diào)節(jié)量程電位器電阻；R 0 為調(diào)零電位器電阻；C 0 為電纜電容；C A0為 τ 1 形成電路內(nèi)置電容；C B0 為 τ H 形成電路內(nèi)置電容。電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，即電源通過(guò)電阻 R 向電容 C 充電， 當(dāng) VC 上升到 2/3VCC 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位， VO 為低電平，放電 BJT T 導(dǎo)通，電容 C放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)?！粲脭?shù)字量取代模擬量直接進(jìn)行信息傳輸，根除溫漂、零漂及各種雜波干擾，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化水位自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。因此傳感器的負(fù)載能力很差，易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法工作，必須采取屏蔽措施，從而給設(shè)計(jì)和使用帶來(lái)極大的不便。Ⅱ．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，易于保證高的精度，可以做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量；能工作在高溫，強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中，可以承受很大的溫度變化，承受高壓力，高沖擊，過(guò)載等；能測(cè)量超高溫和低壓差，也能對(duì)帶磁工作進(jìn)行測(cè)量。一般傳感器導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)束由于在液體中長(zhǎng)期浸泡，傳感器的微孔被液體雜質(zhì)所堵塞，造成液位失控。50mm 圓柱型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)裝的聚氟導(dǎo)線(xiàn)束的芯線(xiàn)為一個(gè)電極，而插入水底的一根金屬裸銅線(xiàn)為另一電極，當(dāng)把兩個(gè)電極垂直置于水中時(shí)，作為導(dǎo)體的水將聚氟絕緣層無(wú)孔不入地團(tuán)團(tuán)包圍在絕緣層外側(cè)，形成一個(gè)同軸可變電容器，如圖 27 所示，芯線(xiàn)電極直徑為 d，絕緣層均勻地套在圓柱型金屬芯線(xiàn)電極外面，電容器兩個(gè)電極之間的介電常數(shù)為 ε 的絕緣介質(zhì)，其外徑為 D，導(dǎo)電液體的電極引出端為裸銅線(xiàn)。(2)增加系統(tǒng)運(yùn)行成本由于需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)理和傳送，因此，變送器方式的現(xiàn)場(chǎng)電路比較復(fù)雜，成本較高，如果需要改用數(shù)字通信方式傳送信息，則會(huì)增加電路復(fù)雜程度，進(jìn)一步提高成本。傳感、變送系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、精確度、抗溫度擾動(dòng)、抗噪音干擾、防爆性能等問(wèn)題一直是伴隨自控技術(shù)發(fā)展的研究課題，變送器（transmitter）是一個(gè)輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器，各檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)所配備的變送器的共同特點(diǎn)是：（１）水位變送器是監(jiān)控系統(tǒng)中用量最多、品種最雜、安裝施工及耗材耗資最大且要求最為嚴(yán)格而苛刻的設(shè)備。傳感器原理及工程應(yīng)用（論文）基于電容式脈沖測(cè)水位傳感器學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：任爽所在學(xué)院：信息技術(shù)學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化中 國(guó) （２）在監(jiān)控系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，水位變送器是故障最多、失效率和損壞率最高、維修頻率最大的設(shè)備。(3)適用范圍的局限性采用探頭的傳感器，傳感器導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)束在水中長(zhǎng)期浸泡，傳感器的微孔被水中雜質(zhì)堵塞，易造成水位失控；精度較高的非接觸傳感器，造價(jià)相對(duì)昂貴，不適于廣泛采用；機(jī)械式傳感器由于具有活動(dòng)機(jī)械部件，長(zhǎng)期工作的可靠性較差。顯然，當(dāng)液位上升時(shí)，由于兩個(gè)電極覆蓋面積增大，可變電容器的電容量就隨著液位升高成比例增大；反之，電容量就減小。經(jīng)過(guò)多次篩選絕緣導(dǎo)線(xiàn)，在傳感器中應(yīng)用的新型導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，其絕緣層“水銹”堆積幾乎為零，這種耐高溫、抗酸堿的無(wú)毒導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成了水位控制系統(tǒng)中的一種無(wú)微孔結(jié)構(gòu)傳感器的關(guān)鍵材料。Ⅲ．動(dòng)態(tài)響應(yīng)好電容式傳感器由于帶電極板間的靜電引力很?。s幾個(gè) 105N ） ，需要的作用能量極小，又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄，即質(zhì)量很輕，因此其固有頻率很高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，能在幾兆赫茲的頻率下工作，特別適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高（幾十兆歐以上） ，否則絕緣部分將作為旁路電阻而影響儀器的性能（如靈敏度降低） ，為此還要特別注意周?chē)沫h(huán)境如濕度、清潔度等?！舨捎秒娙輦鞲衅?，摒棄傳統(tǒng)檢測(cè)方法，利用電容的開(kāi)關(guān)特性，通過(guò)檢測(cè)其充放電時(shí)間來(lái)獲取實(shí)時(shí)脈沖寬度。若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)(V I＜1/3VCC)，觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，V O 輸出高電平，且 BJTT 截止。時(shí)基電路主要由晶體振蕩器、分頻器組成。此時(shí)所傳送的這些數(shù)據(jù)已變成液位高度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，因此對(duì)圖 37 τ H脈寬形成原理圖傳感器原理及工程應(yīng)用論文 11 于計(jì)算機(jī)來(lái)講，這些數(shù)據(jù)是不斷變化的隨機(jī)數(shù)據(jù)。使用本機(jī)提供的通信協(xié)議，可經(jīng)過(guò) RS485 總線(xiàn)與本機(jī)進(jìn)行通信。1，也可按住不放，LED 數(shù)值連續(xù)改變。? 傳感器為兩線(xiàn)制傳感器? 傳感器內(nèi)無(wú)微電子器件，故無(wú)需電源。? 水位監(jiān)控系統(tǒng)電容傳感器的電原理結(jié)構(gòu)決定必須有作為地線(xiàn)的一根裸線(xiàn)直接插入水中，形成水位儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的地線(xiàn)直接與大地連接，這種接地方法對(duì)抵御電閃、雷擊起著致關(guān)重要的作用，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)頻率，提高了系統(tǒng)的可靠性。令采用微處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)ｃ／Ｔ—Ｔ／ｈ的轉(zhuǎn)換、計(jì)算、儲(chǔ)存，確保遙測(cè)的快速性、準(zhǔn)確性。10％頻率 50HZ177。由移位鍵改變ＬＥＤ的設(shè)置數(shù)，可以通過(guò)閃爍分辨出來(lái)。通過(guò)鍵盤(pán)掃描子程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，其后存入 E2PROM。由時(shí)基電路產(chǎn)生的時(shí)基和脈寬為 τ H 的脈沖信號(hào)分別輸入到同一個(gè)兩輸入端與非門(mén)，其輸出端即得到與