基于的高精度液位测量系统的设计和实现传感器专业系统设计.doc

基于STM32高精度液位测量系统设计与实现设计人：E—mail：目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc453860139"1应用背景PAGEREF_Toc453860139\h2HYPERLINK\l"_Toc453860140"1.1液位传感器的应用选择PAGEREF_Toc453860140\h2HYPERLINK\l"_Toc453860141"1.2液位传感器比较PAGEREF_Toc453860141\h3HYPERLINK\l"_Toc453860142"1.3光电式液位传感器的优势（适用场合）PAGEREF_Toc453860142\h5HYPERLINK\l"_Toc453860143"2总体设计方案PAGEREF_Toc453860143\h6HYPERLINK\l"_Toc453860144"2.1系统框图与流程PAGEREF_Toc453860144\h6HYPERLINK\l"_Toc453860145"2.2光敏特性分析PAGEREF_Toc453860145\h7HYPERLINK\l"_Toc453860146"3电路设计PAGEREF_Toc453860146\h9HYPERLINK\l"_Toc453860147"4程序设计PAGEREF_Toc453860147\h10HYPERLINK\l"_Toc453860148"4.1整体程序设计PAGEREF_Toc453860148\h10HYPERLINK\l"_Toc453860149"4.2架构设计PAGEREF_Toc453860149\h11HYPERLINK\l"_Toc453860150"5结束语PAGEREF_Toc453860150\h13HYPERLINK\l"_Toc453860151"6参考文献PAGEREF_Toc453860151\h13摘要：液位检测装置广泛应用于石油、化工、医药等各个行业中。液位采集在高精度生产控制系统当中，对控制最后成果有决定性影响。文章设计了一种基于STM32高精度液位采集装置，该装置重要由控制器、光电传感器和丝杆步进电机构成，重要采用PID闭环控制算法，通过光电传感器捕获液面位置，通过步进电机控制丝杆滑块升降，计算步进电机脉冲数得到液面所在高度。核心词：液位检测；光电传感器；计数脉冲；PID算法；高精度.1应用背景液位传感器是用于探测气-液物质界面转换装置，在国民经济各领域，如:农业灌溉、无土栽培、石油储运、化工反映、污水解决、江河治理、家用电器等有广泛应用。1.1液位传感器应用选取(1)依照测量对象与测量环境拟定传感器类型要进行一种详细测量工作，一方面要考虑液位传感器采用何种原理传感器，这需要分析多方面因素之后才干拟定。由于，虽然测量同一物理量，也有各种原理传感器可供选用，哪一种原理传感器更为适当，则需要依照被测量特点和传感器使用条件考虑如下详细问题：量程大小；被测位置对传感器体积规定；测量方式为接触式或非接触式；信号引出办法，有线或是非接触测量；传感器来源，是进口还是国产；价格等等。(2)敏捷度选取普通，在液位传感器线性范畴内，但愿传感器敏捷度越高越好，由于只有敏捷度高时，与被测量变化相应输出信号才比较大，有助于信号解决，但要注意是，传感器敏捷度高，与被测量无关外界噪声也容易混入，也会被系统放大，影响测量精度，因而规定传感器自身具备很高信躁比，尽量减少从外界引入干扰信号。传感器敏捷度是有方向性，当被测量是单向量，并且对其方向性规定较高，则应选取其他方向敏捷度小传感器，如果被测量是多维向量，则规定传感器交叉敏捷度越小越好。(3)频率响应特性液位传感器频率响应特性决定了被测量频率范畴，必要在容许频率范畴内保持不失真测量条件，事实上传感器响应总有一定延迟，但愿延迟越短越好，传感器频率响应高，可测信号频率范畴就宽，而由于受到构造特性影响，机械系统惯性较大，因有频率低传感器可测信号频率较低。1.2液位传感器比较当前国内外市场上成熟液位传感器产品有如下几类，如:压力式液位传感器、超声波液位传感器、激光液位传感器、老式浮子式液位传感器以及电容式液位传感器。(1)压力式液位传感器，压力式液位传感器采用静压测量原理，当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到压力同步，通过导气不锈钢将液体压力引入到传感器正压腔，再将液面上大气压Po与传感器负压腔相连，以抵消传感器背面Po，使传感器测得压力为：ρ.g.H，通过测取压力P，可以得到液位深度。其公式为：P=ρ.g.H+Po。压力式液位传感器合用于石油化工、