基于89c51單片機(jī)振弦式傳感器水位測量系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 00:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 印等軟件功能，實(shí)現(xiàn)與其它計(jì)算機(jī)的通訊。這是過去普通數(shù)字電路較難實(shí)現(xiàn)的功能。采用單片機(jī)技術(shù)，較好的完成了這一功能，提高了信號的采集精度，利用單片機(jī)控制端口實(shí)現(xiàn)各種硬件控制的功能。采用LED液晶顯示，功耗小。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于單片機(jī)8051和振弦式傳感器測量水位，用單片機(jī)組成智能監(jiān)測電路，實(shí)現(xiàn)水位的智能監(jiān)測。主要工作原理如下：通過單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生一鋸齒波電壓信號，放大后送入標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038，使它產(chǎn)生相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率的掃頻正弦波，用這個(gè)信號來激振振弦傳感器，當(dāng)送入的波頻率和傳感器的頻率共振時(shí)，傳感器便被激勵(lì)出相應(yīng)的感應(yīng)信號，這個(gè)信號是個(gè)衰減的正弦波，該信號在經(jīng)過過零比較器之后，將被整流成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方波，啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器記下在這半個(gè)周期內(nèi)的內(nèi)部時(shí)鐘的脈沖數(shù)，內(nèi)部時(shí)鐘一個(gè)脈沖的固定周期為s，經(jīng)過計(jì)算就可得到傳感器的輸出信號的周期，從而得到相應(yīng)的頻率。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于采用8051單片機(jī)對振弦傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析處理、顯示。具有電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，顯示可靠直觀，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。系統(tǒng)軟件采用51系列的匯編語言，采用模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，軟件使用維護(hù)方便，可靠性強(qiáng)?？梢韵嘈?，隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的日趨發(fā)展和成熟，在不久的將來，利用單片機(jī)技術(shù)開發(fā)出來的功能化儀器、儀表將會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)要求能夠?qū)Φ退缓透咚坏臏y量，用可調(diào)電阻調(diào)節(jié)電壓值作為模擬水位的輸入量，低水位是30m，高水位是90m。本系統(tǒng)的測量范圍是3090m。二、 振弦式傳感器振弦式傳感器由前蘇聯(lián)的達(dá)維金可夫發(fā)明,其核心元件是一根鋼弦,鋼弦的一端固定,另一端則固定在測量元件(受壓膜片或測量端塊),鋼弦長度將產(chǎn)生微小變化,引起固定頻率的變化,從而測出物理量的數(shù)值。振弦式頻率傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、抗干擾能力強(qiáng)、測值可靠、精度與分辨力高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)；其輸出為頻率信號，便于遠(yuǎn)距離傳輸，可以直接與微機(jī)接口，因而獲得廣泛運(yùn)用。振弦式傳感器的一般工作原理是：振弦放置在磁場中，將振弦以一定方式激振，它在振動(dòng)時(shí)會(huì)在拾振線圈中感應(yīng)出電勢U的頻率就是振弦的固有頻率，測得振弦的固有頻率求出待測物理量（一般是壓力）。振弦的激振方式一般按振弦的材料來選擇，對于非磁性材料采用磁電法激振，對于磁性材料采用電磁法激振。振弦式頻率傳感器具有良好的測量特性。據(jù)資料介紹，它可以做到小于0．1﹪的非線性特、0．05％的靈敏度和小于0．1﹪的溫度誤差。此外，傳感器的結(jié)構(gòu)和測量電路都比較簡單。因此，它已被廣泛用于精密的壓力測量領(lǐng)域中。 工作原理。傳感器是由一根放置在永久磁鐵兩極之間的金屬弦、振弦和電路部分所組成。金屬弦承受著拉力，并且根據(jù)不同的拉力大小和弦的不同長度有著不同的固有振動(dòng)頻率。因此改變拉力的大小可以得到相應(yīng)的振弦固有振動(dòng)頻率。，它可以等效為一個(gè)并聯(lián)的LC回路。由于振弦的高Q值，電路只有在振弦的固有振動(dòng)頻率上才能滿足振蕩條件。因此，電路的輸出信號頻率就嚴(yán)格的控制在振弦的固有振動(dòng)頻率，而與作用力的大小有關(guān)。這樣，就可以通過測量輸出信號的頻率來測量力或者壓力等。、R2和場效應(yīng)管組成負(fù)反
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