利用壓力傳感器實(shí)現(xiàn)液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 06:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓強(qiáng)的傳感器。壓力傳感器工作時(shí)將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。隨著微電子工業(yè)的迅速發(fā)展，單片機(jī)控制的智能型控制系統(tǒng)作為壓力傳感器的一種被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，為了使自己對(duì)單片機(jī)控制的智能型控制系統(tǒng)有較深的了解。經(jīng)過(guò)綜合分析選擇了由單片機(jī)控制的智能型液位控制系統(tǒng)作為研究項(xiàng)目，通過(guò)訓(xùn)練充分激發(fā)自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的潛能。并且，液位控制在高層小區(qū)水塔水位控制，污水處理設(shè)備和有毒，腐蝕性液體液位控制中也被廣泛應(yīng)用。（二）發(fā)展趨勢(shì)由于該技術(shù)是平面工藝與立體加工相結(jié)合,又便于集成化,所以可用來(lái)制成血壓計(jì)、風(fēng)速計(jì)、水速計(jì)、壓力表、電子稱(chēng)以及自動(dòng)報(bào)警裝置等。壓力傳感器已成為各類(lèi)傳感器中技術(shù)最成熟、性能最穩(wěn)定、性價(jià)比最高的一類(lèi)傳感器。國(guó)外液位控制系統(tǒng)的發(fā)展已相當(dāng)成熟，我們國(guó)內(nèi)也在朝著這方面努力，而且好多企業(yè)與國(guó)際接軌，有了不菲的成績(jī)。比如單片機(jī)控制的智能型液位控制系統(tǒng)的運(yùn)用等等。總的來(lái)說(shuō)，發(fā)展方向有：(1)高速化，高效化，低能耗。提高液位控制系統(tǒng)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。(2)機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)控制系統(tǒng)的完善。(3)自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液位控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。智能化不僅僅體現(xiàn)的在液位控制，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有與液面不接觸的特點(diǎn)。二、液位控制系統(tǒng)分析隨著微電子工業(yè)的迅速發(fā)展，單片機(jī)控制的智能型控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，為了使我們對(duì)單片機(jī)控制的智能型控制系統(tǒng)有較深的了解。利用單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)供水箱水位進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)控對(duì)象的特征，要求實(shí)時(shí)檢測(cè)水箱的液位高度，并與開(kāi)始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機(jī)控制固態(tài)繼電器的開(kāi)斷進(jìn)行液位的調(diào)整，最終達(dá)到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測(cè)值若高于上限設(shè)定值時(shí)，要求報(bào)警，斷開(kāi)繼電器，控制水泵停止上水；檢測(cè)值若低于下限設(shè)定值，要求報(bào)警，開(kāi)啟繼電器，控制水泵開(kāi)始上水?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱液位的監(jiān)控。（一）液位控制系統(tǒng)的工作原理基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制系統(tǒng)是以AT89C51芯片為核心，由鍵盤(pán)、數(shù)碼顯示、AD轉(zhuǎn)換、傳感器，電源和控制部分等組成。工作過(guò)程如下：水箱(水塔)液位發(fā)生變化時(shí)，引起連接在水箱(水塔)底部的軟管管內(nèi)的空氣氣壓變化，氣壓傳感器在接收到軟管內(nèi)的空氣氣壓信號(hào)后，即把變化量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)；該信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大電路放大后變成幅度為0～5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送入AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)量，由單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行處理，根據(jù)設(shè)定要求控制輸出，同時(shí)數(shù)碼管顯示液位高度。通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報(bào)警值。該系統(tǒng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)是直觀地顯示水位高度，可任意控制水位高度。圖1 控制器原理框圖 （二）液位控制的實(shí)現(xiàn)方式對(duì)于液位進(jìn)行控制的方式有很多，而應(yīng)用較多的主要有2種，一種是簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制裝置控制，一種是復(fù)雜的控制系統(tǒng)控制方式。兩種方式的實(shí)現(xiàn)如下： 簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制方式其常用形式有浮標(biāo)式、電極式等，這種控制形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。存在問(wèn)題是精度不高，不能進(jìn)行數(shù)值顯示，另外很容易引起誤動(dòng)作，且只能單獨(dú)控制，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信較難實(shí)現(xiàn)。 復(fù)雜控制系統(tǒng)控制方式這種控制方式是通過(guò)安裝在水泵出口管道上的壓力傳感器，把出口壓力變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號(hào)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大、多路切換、AD變換成數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算和給定參量的比較，進(jìn)行PID運(yùn)算，得出調(diào)節(jié)參量；經(jīng)由DA變換給調(diào)壓變頻調(diào)速裝置輸入給定端，控制其輸出電壓變化，來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制水箱液位的目的。 針對(duì)上述2種控制方式，以及設(shè)計(jì)需達(dá)到的性能要求，這里選擇第二種控制方式，同時(shí)考慮到成本需要把PID控制去掉。最終形成的方案是，利用單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)供水箱水位進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)控對(duì)象的特征，要求實(shí)時(shí)檢測(cè)水箱的液位高度，并與開(kāi)始預(yù)設(shè)定值
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