【正文】 器的基本工作原理，反映了電容式液位計將液位測量轉(zhuǎn)換為電容量測量的過程。 3 檢測方法： 直接與間接、開環(huán)與閉環(huán)、接觸式與非接觸式、 動態(tài)和靜態(tài)。 (3). 粗大誤差：由于觀測者誤讀或傳感要素故障引起的歧異誤差。 4 電路工作原理 主電路工作原理 該汽車油量監(jiān)測報警器電路由 油位 監(jiān)測電路、油位顯示電路、缺油警示電路和電源電路等組成，如圖 2 所示。 當(dāng)油箱內(nèi)油位降低至限位時， RP2 的阻值變?yōu)樽畲笾担?V2~V7 均截止。 VD VD2 均選用 IN4001 或 IN4007 型硅整流二極管， VD3 選用 IN4148型硅開關(guān)二極管。它主要 由兩級差分放大器電路構(gòu)成。測試數(shù)據(jù)分別見表 1 和表 2 。Rp=5kΩ ； V s = 100 μ V； Rp = 5 kΩ； V cm = 10 V 13 mV 2 mV 16 250 98 dB 說明 : (1) f 為 V s 輸 入信號 的 頻率 。 這 樣 ,在保 證 電路功 能 、性能的 前 提 下 ,大大 提 高電路設(shè)計的效 率 。其 中 6 腳稱閾值端 (TH)，是上比較器的輸入； 2 腳稱觸發(fā)端 (TR)，是下 比較器的輸入； 3 腳是輸出端 (Vo)，它 有 O 和 1 兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定； 7 腳是放電端 (DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接 地兩種狀態(tài)， 也是由輸入端的狀態(tài)決定； 4 腳是復(fù)位端 (MR)，加上低電日?？墒馆敵鰹榈碗娖?； 5 腳是控 制電壓端 (Vc),可用它改動上下觸發(fā)電平值； 8 腳是電源端， 1 腳是地端。電路的定時時間 TD=。 變壓電源設(shè)計 變壓器原理： 變壓器是變換交流電壓、 電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電變壓器原理圖流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流） 。 濾波是信號處理非常。本次設(shè)計中，穩(wěn)壓系數(shù) Sr≤ 、內(nèi)阻 r0的要求不高，工作溫度變化不大，所以選用典型電路即可。還有的是在同一個基片上集成 2 個 555 如 556， 558 是在同一個基片上集成 4 個 555。器件電源電壓推薦為 4． 5～ 12V，最大輸出電流 200mA 以內(nèi)，并能與 TTL、CMOS 邏輯電平相兼容。為高電平。另一方面使 555 內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)， 555 的 3 腳輸出高電平，使蜂鳴器 HA 發(fā)出蜂鳴聲。在該電路中即 LM741 比較器的 2 腳電壓小于 6V時， 6腳輸出高電平， 555 輸出低電平，這時蜂鳴器與報警燈不工作，不實(shí)行報警功能。再一次對我的母校表示感謝。聲音報警 5S結(jié)束，燈泡持續(xù)報警直到油箱內(nèi)油量達(dá)到適當(dāng)值。 圖 22 555 時基電路為暫態(tài)時測得的輸入、輸出端的波形 結(jié)論、性價比 通過測試，所設(shè)計的電路滿足了設(shè)計任務(wù)及指標(biāo)要求。 當(dāng) uil＜ (2/3)Vcc,ui2＞ (1/3)Vcc 時， 電路 亦保持原狀態(tài)不變。它由 分壓器 、兩個電壓 比較器 、基本 RS 觸發(fā)器 、 晶體管 及 緩沖器 組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2所示，邏輯符號和引腳如圖 3所示。 圖 14 穩(wěn)壓電路圖 經(jīng)過仿真，得到如圖 15 所示的波形圖，輸出端（ out）的參數(shù)為 015V，如圖 16符合設(shè)計要求。而濾波電路只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而另一部分頻率成分不能通過的電路。 圖 8 變壓電源電路圖 仿真后的波形圖 9 圖 9 變壓電源仿真波形圖 整流電路設(shè)計 整流電路的作用是把 交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。它的供電電源大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定 。 555 脈沖啟動型 單穩(wěn) 態(tài) 電路 的設(shè)計 單穩(wěn)電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，是運(yùn)用 電容的充放電形成暫穩(wěn)態(tài)的，因此它的輸入端都帶有定時 電阻和定時電容 ， 將 555 電路的 7 腳并接起來接在定時電容 CT 上，用 2 腳作輸入就成為脈沖啟動型單穩(wěn)電路，如圖 6(a)所示，電路的 2 腳日常接高電平，當(dāng)輸入接低電平或輸入負(fù)脈沖時才啟動電路，用等效觸發(fā)器替代 555 后見圖 6（ b） 所示，下面剖析它的工作原理： 穩(wěn)態(tài)：接上電源后， R=1， S=1，輸出 Vo=0， DIS 端接地， CT 上的電壓為 0 即 R=0，輸出仍保持 Vo= 0，這是它的穩(wěn)態(tài)。 選 用電 阻 時 ,應(yīng)該使 用 低溫 度系 數(shù)的 電 阻 ,以獲 得 盡可能 低 的 漂移 。 (3) 表 格中的 表示 以 L M741為 核 心組成 的 儀表放 大 器電路 。最 大 增益是指在 給 定測試條 件 下 ,使 輸出不失 真 時可以實(shí) 現(xiàn) 的電 路 最 大 增 益 值 。 差分輸入可以使電路只對差模信號放大 ,而Uo 對共模輸入信號只起跟隨作用 ,使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比 (即共模抑制比 CM R R) 得到提高。 V1選用 S8550 或 C8550 型硅 PNP晶體管 。 聲音報警 5S 結(jié)束，燈泡持續(xù)報警直到油箱內(nèi)油量達(dá)到適當(dāng)值。 油位顯示電路由發(fā)光二極管 VL2~VL 晶體管 V2~V7 等組成。 油位傳感器的發(fā)展方向 在油品情況復(fù)雜的中國市場，應(yīng)用最為廣泛的浮筒式油位傳感器也顯示出了其局限性，在售后失效中， 80%以上是由于觸電腐蝕而引 起的電阻輸出不正確或不穩(wěn)定。 15V DC 或 420mA DC 模擬信號或數(shù)字信號 5 調(diào)節(jié)單元 將變送器輸來的檢測信號與給定值進(jìn)行比較，并對比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算，以輸出作為控制信號。目前，電容量的測量方法很多，常用的有交流電橋法、充放電法、調(diào)頻法和諧振法等。 當(dāng)測量液位 H 為零時，兩電極間的介質(zhì)是空氣，這時傳感器的初始電容量 C0為 （ 912） 式中， ε0 為空氣的介電常數(shù) 。因此，通過測量傳感器電容量就可方便地求出被測液位。從整體上看，不銹鋼棒 聚四氛乙烯套管 4 以及容器 2 內(nèi)的被測導(dǎo)電 液體 1 共同構(gòu)成一圓柱形電容器，其中不銹鋼棒是電容器的一個電極 (相當(dāng)于定片 )，被測導(dǎo)電液 體則是電容器的另一個電極 (相當(dāng)于動片 )，套在不銹鋼棒上的聚四氟乙烯套管為兩電極間的絕緣介質(zhì)。 油量計 油量計 Ｆｕｅｌ Ｇａｕｇｅ。 原理： 浸在液體中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力 和扭力管彈力的復(fù)合作用。報警時能在視覺和聽覺上進(jìn)行提醒，以更加直觀有效的進(jìn)行警示。 3 油量檢測報警器設(shè)備的組成 系統(tǒng)設(shè)計原則 油量檢測設(shè)備 的設(shè)計應(yīng)當(dāng)從實(shí)際需要出發(fā)，盡可能的使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、可靠，設(shè)計時應(yīng)遵循的基本原則如下： （ 1）系統(tǒng)可靠必須高，即使工作電源發(fā)生故障，系統(tǒng)也必須處于隨時能夠工作的狀態(tài)。該報警器能夠采集汽車油量信號，當(dāng)油量不足時報警，并將報警信號分成聲光兩路發(fā)送出去。報警時能在視覺和聽覺上進(jìn)行提醒，以更加直觀有效的進(jìn)行警示。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 論文題目： 汽車油量檢測報警器 所屬系部： 自動化工程系 指導(dǎo)老師：張玉蓮 職稱：教授 學(xué)生姓名 張振龍 班級、學(xué)號 : 09603424 專 業(yè)： 電氣自動化 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 2021 年 12 月 7 日 西安 航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題目： 汽車油量檢測報警器 任務(wù)與要求： 1 用五個指示燈分別指示五種油量位置，當(dāng)汽車油量低于規(guī)定油量下限時發(fā)出報警信號，提醒駕駛員及時補(bǔ)充油量。 本課題設(shè)計了一款簡易功能的監(jiān)控電路，該電路能對汽車油量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)汽車油箱內(nèi)油量過低時發(fā)出警報進(jìn)行提醒，以防止在行駛時油量耗盡， 而帶來的不便。 本 畢業(yè)論文 從設(shè)計 要求出發(fā)，經(jīng)過多個方案的分析比較，選擇了合適的設(shè)計方案，設(shè)計并制作完成了由油量采集、 放大電路、閾值控制、電壓比較、單穩(wěn)態(tài)電路、驅(qū)動電路組成的汽車油量監(jiān)測報警器。 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 本例介紹的汽車油量監(jiān)測報警器，通過發(fā)光二極管的點(diǎn)亮數(shù)量來顯示機(jī)動車油箱內(nèi)的油量的多少，當(dāng)油位降至低油位時，它能及時發(fā)出聲、光報警信號，提醒駕駛員油箱內(nèi)油量己不多，應(yīng)及時加油。 圖 1 原理框圖 系統(tǒng)功能 課題設(shè)計了一款簡易功能的監(jiān)控電路，該電路能對汽 車油量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)汽車油箱內(nèi)油量過低時發(fā)出警報進(jìn)行提醒，以防止在行駛時油量耗盡，而帶來的不便。 其基本結(jié)構(gòu)見下圖。 圖中所示的的輸出為偏轉(zhuǎn)的刻度，如果將這種偏轉(zhuǎn)或扭力轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的遠(yuǎn)傳信號，就構(gòu)成液位變送器。 一、測量導(dǎo)電液體的電容式液位傳感器 測量導(dǎo)電液體的電容式液位計主要利用傳感器 兩電極的覆蓋面積隨被測液體液位的變化而變化，從而引起電容量變化這種 關(guān)系進(jìn)行液位測量，圖 96 為傳感器部分的結(jié)構(gòu)原理圖。 則 （ 910） 在式 (910)中．當(dāng)電極確定后， ε、 D 和 d 都是定值，故可以將式子改寫為 （ 911） 可見，只要參數(shù) ε、 D 和 d 的數(shù)值穩(wěn)定，不受壓力、溫度等因素的影響，即 K 為常數(shù)，那么傳感器的電容變化量與液位的變化量之間就有著良好的線性關(guān)系。兩根同軸裝配、相互絕緣的不銹鋼管分別作為圓柱形可變電容傳感器的內(nèi)、外電極，外管管壁上布有通孔，以便被測液體自由進(jìn)出。在此基礎(chǔ)上．液位計的測量電路將完成電容量的測量，井最終顯示相應(yīng)的液位。 4 變送單元 使被測變量信號符合國際標(biāo)準(zhǔn)。 誤差原因分析 1 被檢測物理模型的前提條件屬理想條件，與實(shí)際檢測條件有出入； 2 測量器件的材料性能或制作方法不佳使檢測特性隨時間而發(fā)生劣化； 3 電氣、空氣壓、油壓等動力源的噪聲及容量的影