CN104898715A - 基于压力传感器的毫米级液位控制*** - Google Patents

基于压力传感器的毫米级液位控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，包括通过串口通信电路连接的上位机操作***和下位机控制***；上位机操作***包括上位机、按键电路和液晶显示电路，上位机输入端与按键电路输出端相连，上位机输出端与液晶显示电路输入端相连；下位机控制***包括单片机、A/D转换器、压力传感器、数码管显示电路、电源电路、驱动电路和水泵，单片机输入端与A/D转换器输出端相连，A/D转换器输入端与压力传感器输出端相连，单片机输入端与电源电路输出端相连，单片机输出端与数码管显示电路的输入端相连，单片机输出端与驱动电路输入端相连，驱动电路输出端与水泵输入端相连。本发明提供的***稳定性好、精确度高且成本低。

Description

基于压力传感器的毫米级液位控制***
技术领域
本发明涉及一种液位控制***，尤其是一种基于压力传感器的毫米级液位控制***。
背景技术
目前，我国生活用水或工厂供水主要采用水塔或水箱形式，为了防止水塔或水箱水位过高而溢水或水位过低而空箱/塔的情况，应当控制塔内或箱内的水始终保持在一定范围内。
现有技术中大多采用传统的水浮式液位控制***来实现自动供水或放水，但这种***还是存在诸多缺点：一、不能实时监控水的当前高度；二、不能实现地面远程控制；三、容易天气影响，稳定性差。因此市场上迫切地需要一种稳定性好、精确度高又成本低廉的液位控制***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性好、精确度高、成本低的基于压力传感器的毫米级液位控制***。
本发明是这样实现的：一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，包括上位机操作***和下位机控制***，上位机操作***与下位机控制***通过串口通信电路连接；所述上位机操作***包括上位机、按键电路和液晶显示电路，所述上位机的输入端与按键电路的输出端相连，所述上位机的输出端与液晶显示电路的输入端相连；所述下位机控制***包括单片机、A/D转换器、压力传感器、数码管显示电路、电源电路、驱动电路和水泵，所述单片机的输入端与A/D转换器的输出端相连，所述A/D转换器的输入端与压力传感器的输出端相连，所述单片机的输入端与电源电路的输出端相连，所述单片机的输出端与数码管显示电路的输入端相连，所述单片机的输出端与驱动电路的输入端相连，所述驱动电路的输出端与所述水泵的输入端相连。
经实验发现，当水泵抽水或放水时，由于容器底部的水流比较急，会对压力传感器产生影响而导致***误差较大，故还需在导管口处罩一个网，起缓冲作用。
所述单片机可以为AT89S52单片机，所述A/D转换器可以为TLC2543A/D转换器，所述压力传感器可以为D3B压力传感器。
优选地，所述串口通信电路是MAX232芯片。
优选地，所述驱动电路是L298N电机驱动芯片。
优选地，所述电源电路是稳压电源电路。
优选地，所述下位机控制***还包括报警电路，所述单片机的输出端与报警电路的输入端相连。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.采用本发明的液位控制***，最终能控制测量误差范围在0.1～1.1mm，精确度高；2.本发明通过MAX232串行通信口实现了上下位机***远程控制，保证了控制的及时性，降低了工作人员的劳动强度；3.本发明通过在水泵导管口处罩一个网，待抽/放水时起缓冲水流作用，提高了***的稳定性。
附图说明
图1为本发明的***方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，包括上位机操作***1和下位机控制***2，上位机操作***1与下位机控制***2通过串口通信电路3连接；所述上位机操作***1包括上位机11、按键电路12和液晶显示电路13，所述上位机11的输入端与按键电路12的输出端相连，所述上位机11的输出端与液晶显示电路13的输入端相连；所述下位机控制***2包括单片机21、A/D转换器22、压力传感器23、数码管显示电路24、电源电路25、驱动电路26和水泵27，所述单片机21的输入端与A/D转换器22的输出端相连，所述A/D转换器22的输入端与压力传感器23的输出端相连，所述单片机21的输入端与电源电路25的输出端相连，所述单片机21的输出端与数码管显示电路24的输入端相连，所述单片机21的输出端与驱动电路26的输入端相连，所述驱动电路26的输出端与所述水泵27的输入端相连。所述下位机控制***2还包括报警电路28，所述单片机21的输出端与报警电路28的输入端相连。本发明通过MAX232串行通信口实现了上下位机***远程控制，保证了控制的及时性，降低了工作人员的劳动强度。
经实验发现，当水泵27抽水或放水时，由于容器底部的水流比较急，会对压力传感器23产生影响而导致***误差较大，故还需在导管口处罩一个网，起缓冲作用。
所述单片机21可以为AT89S52单片机，所述A/D转换器22可以为TLC2543A/D转换器，所述压力传感器23可以为D3B压力传感器。
压力传感器23采用D3B压力传感器，其工作电压为4.2V～6.2V；压力范围为0～1000MM水柱，0～0.1Kg/c㎡；电压输出为0.23V～4.9V；线性度在0.2％。
A/D转换器22采用TLC2543 12位A/D转换器，一般的，8位以下的A/D转换器归为低分辨率转换器，9～12位的归为中分辨率转换器，13位以上的归为高分辨率转换器；其中，低分辨率转换器误差较大，高分辨率转换器对减少误差并无多大贡献，却对A/D转换器的要求提得过高，因此取12位是合适的，大为提高了测量精度。
单片机21采用AT89S52单片机，AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在***的可编程Flash存储器，软件编程灵活、自由度大、可实现各种算法和逻辑控制，并且它还具有体积小、精度高、技术成熟及成本低等优点。
驱动电路26采用L298N电机驱动芯片对水泵进行控制，由于该款水泵在电压范围为5V-12V之间转速恒定，故只需控制水泵的转向即可，从而有助于精确实现水位的加减。
电源电路25为稳压电源电路，采用12V单电源经过两个LM7805稳压后再输出的供电方式对***及水泵供电，有效的解决了因水泵电流大而对***造成的影响。
综上如表1、表2所示，采用本发明的液位控制***将使数据精度大为提高，最终本***能控制测量误差(设定值与实际值间的误差)范围在0.1～1.1mm。
本发明的工作过程：D3B压力传感器根据水压变化向TLC2543A/D转换器输入电压信号，TLC2543A/D转换器将电压信号转换成数字信号，并将转换的数字信号发送给AT89S52单片机，AT89S52单片机将数字信号转换为水位值并将其显示在数码管显示器上，显示当前水位值h，同时将h发送给上位机，上位机将h显示在液晶显示器上，操作人员根据h与水位设定值H的比较通过按键电路做出相应的动作命令，上位机将动作命令发送给AT89S52单片机，AT89S52单片机向驱动电路发出控制水泵的动作命令，驱动电路根据动作命令控制水泵的动作：当H>h时，水泵抽水；当H＝h时，水泵静止；当H<h时，水泵放水。
表1 为本***抽水时的测试结果。
表2 为本***放水时的测试结果。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，根据本发明本质所作的任何修改、等同替代等，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，其特征在于：包括上位机操作***和下位机控制***，上位机操作***与下位机控制***通过串口通信电路连接；所述上位机操作***包括上位机、按键电路和液晶显示电路，所述上位机的输入端与按键电路的输出端相连，所述上位机的输出端与液晶显示电路的输入端相连；所述下位机控制***包括单片机、A/D转换器、压力传感器、数码管显示电路、电源电路、驱动电路和水泵，所述单片机的输入端与A/D转换器的输出端相连，所述A/D转换器的输入端与压力传感器的输出端相连，所述单片机的输入端与电源电路的输出端相连，所述单片机的输出端与数码管显示电路的输入端相连，所述单片机的输出端与驱动电路的输入端相连，所述驱动电路的输出端与所述水泵的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，其特征在于：所述串口通信电路是MAX232芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，其特征在于：所述驱动电路是L298N电机驱动芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，其特征在于：所述电源电路是稳压电源电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器的毫米级液位控制***，其特征在于：所述下位机控制***还包括报警电路，所述单片机的输出端与报警电路的输入端相连。
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