實(shí)用型液位計(jì)的設(shè)計(jì) - 基于LM567的實(shí)用型液位計(jì)的設(shè)計(jì)（幾種液位計(jì)電路詳解）

3、實(shí)用型液位計(jì)的設(shè)計(jì)

液位計(jì)是指對(duì)容器中液體高度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)的傳感器。此傳感器通常輸出4～20ma或1-5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，也可以通過(guò)Rs一485或現(xiàn)場(chǎng)總線方式與計(jì)算系統(tǒng)相連接。通常輸出繼電器的接點(diǎn)信號(hào)或集電極開(kāi)路信號(hào)，輸出信號(hào)一般與LED指示燈、報(bào)警器（蜂鳴器）或通過(guò)超聲波發(fā)射、接收電路、溫度測(cè)量電路、LED顯示由微處理器進(jìn)行控制。

測(cè)量原理

超聲波探頭安裝在貯存罐正上方，距地面高度為H0圖1所示。

圖 測(cè)量塬理圖

由微處理器控制超聲波發(fā)射電路發(fā)出超聲波脈沖，超聲波脈沖在空氣介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播到液面，該脈沖波遇到被測(cè)液面（水面）后，經(jīng)液面反射后再通過(guò)空氣介質(zhì)返回到超聲波接收探頭被接收；微處理器通過(guò)記錄超聲

波從發(fā)射到接收的往返傳播時(shí)間t，根據(jù)空氣介質(zhì)中的聲速，就可以計(jì)算出從傳感器到液面之間的距離：

h=1／2·vf

式中為測(cè)量距離（傳感器到液面之間的距離），m；v為空氣中的聲速，其近似公式為v=331．45+0．61m／s；功測(cè)量時(shí)的氣溫，℃，測(cè)量距離時(shí)需要測(cè)量氣溫來(lái)進(jìn)行對(duì)聲速的修正。

圖1中，設(shè)超聲波傳感器安裝高度為。（可在安裝傳感器時(shí)測(cè)得），則液位高度H可用下式算得：

H=H一h=H0-1／2*vt。

3．1、超聲波發(fā)射、接收電路設(shè)計(jì)

圖3 ?超聲波發(fā)射、接收電路

測(cè)距系統(tǒng)中的超聲波發(fā)射探頭采用UCM40T壓電陶瓷傳感器，其工作電壓是40kHz的脈沖信號(hào)，由單片機(jī)執(zhí)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3．2、溫度測(cè)量與轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

圖4 ?溫度／電壓轉(zhuǎn)換電路

各OPA功能：OPAl為阻抗匹配；OPA2為減2．73V，（經(jīng)VR2）并反相；OPA3為放大5倍并反相。

各溫度與3個(gè)OPA的輸入與輸出關(guān)系如表1所示。