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电容式液位传感器系统1设计原则圆柱电容传感器用于采集液位高度。其两个电极的覆盖面积主要用于随着被测液位的变化而变化，从而引起对应于电容变化的关系来测量液位。由于从传感器获得的电压通常在0到30 mV之间，太小而不容易测量，放大电路需要放大。放大电路的输出是模拟的，所以被送到ADC0809转换成数字量。ADC0809与单片机相连，并向单片机发送信号。显示电路与单片机相连，用于显示水位的高度。2.系统框图待测物理量：主要指非电量物理量，此处为水位。传感器：将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的转换。传感器的精度直接影响整个系统的性能，因此它是系统的重要组成部分。放大、整形和滤波：传感器的输出信号一般不适合数字量的直接转换，通常需要进行放大、滤波等环节的预处理。模数转换器：为了将模拟量转换成数字量，通常使用并行比较型、逐次逼近型和积分型。这里使用逐次逼近法。单片机：目前，数据采集系统的功能和性能越来越完善，所以主控部分一般采用单片机。3传感器原理电容式液位传感器系统：通过传感器测量电路，利用被测物体的电导率将液位高度变化转换成相应的电压脉冲宽度变化，然后由单片机进行测量，并转换成相应的液位高度进行显示。该系统具有测量、显示和设置液位深度的功能，具有结构简单、成本低廉、性能稳定等优点。3.1传感器的组成该图是传感器部分的结构示意图。它主要由一个金属圆柱形电容器组成，该电容器由一根细长的不锈钢管(半径为R1)、一根同轴绝缘线(半径为R0)和待测液体组成。该传感器主要利用其两个电极的覆盖面积随被测液位的变化而变化，从而引起对应于电容变化的关系来测量液位。图3-1-2传感器示意图3.2测量原理从图1可以看出，当可测量液位H=0时，在不锈钢管和由同轴绝缘线形成的金属圆柱电容器之间存在电容C0，根据文献，电容为：(1)在公式中，C0是电容，单位是F；0是容器中气体的等效介电常数，单位为F/m；l是液位的最大高度；R1是不锈钢管的半径；R0是绝缘导体的半径，单位为米。当可测量的液位为h时，不锈钢管和同轴绝缘导线之间有一个电容CH :(2)其中是容器中气体的等效介电常数，单位为f/m。因此，当传感器中的液位从零增加到h时，其电容的变化量C可以从等式(1)和(2) (3)中获得根据公式，参数0、R1、R0都是固定值。因此，电容的变化量C与液位的变化量h近似线性。因为参数0、R1、R0、L都是固定值，CH=a0 b0 H (a0和b0是常数)(4)可以从方程(2)的变形中得到。可以看出，传感器的电容值CH与浸没在液体中的电容器的深度H成线性关系。因此，水位只能通过测量电容值来计算。3.3将电容器转换成电信号部分转换由测量电路用算术方法实现。该电路由一个CX传感器、一个固定标准电容一氧化碳和一个运算放大器组成运算
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