电极表面将要聚集电荷，且电荷量相等，极性相反。

这时它相当于个以压电材料为电介质的电容器，其电容量为式中，ε为真空介电常数ε为压电材料的相对介电常数为压电元件的厚度为压电元件极板面积。

因此可以把压电式传感器等效成个与电容相并联的电荷源，如图所示图压电式传感器并联电荷源压电传感器与测量仪表联接时，还必须考虑电缆电容，放大器的输入电阻和输入电容以及传感器的泄漏电阻。

基本测量电路压电传感器的内阻抗很高，而输出的信号微弱，因此般不能直接显示和记录。

压电传感器要求测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才能防止电荷迅速泄漏而使测量误差变大。

压电传感器的前置放大器有两个作用是把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出二是把传感器的微弱信号进行放大。

压电传感器的发大电路有电压放大器和电荷放大器，而我采用的是电荷放大电路。

电荷放大器是种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器。

它实际上是个具有反馈电容的高增益运算放大器。

图是电荷放大器连接的等效电路。

图电荷放大器等效电路如果忽略电阻及的影响，则输入到放大器的电荷量为式中，为开环放大系数。

所以有故放大器的输出电压为当，而时，放大器输出电压可以表示为由式中可以看出，由于引入了电容负反馈，电荷放大器的输出电压仅与传感器产生的电荷量及放大器的反馈电容有关，电缆电容等其他因素对灵敏度的影响可以忽略不计。

电荷放大器的灵敏度为放大器的输出灵敏度取决于。

在实际电路中，是采用切换运算放大器负反馈电容的办法来调节灵敏度的。

越小则放大器的灵敏度越高。

为了放大器的工作稳定，减小零漂，在反馈电容两端并联了反馈电阻，形成直流负反馈，用以稳定放大器的直流工作点。

三系统软件的设计系统软件的设计下图为软件设计流程图图软件设计流程图该系统硬件系统完全，但系统的运算与控制必须靠软件支持，本控制系统采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此软件程序较简单，整个软件部分分为以下几个部分。

单片机源程序实际问题，把知识转化为能力的实际训练。

培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。

通过这次课程设计我发现，只有理论水平提高了才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。

这个实验十分有意义我获得很深刻的经验。

通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性也从中得知了很多书本上无法得知的知识。

我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题，解决问题即课程研究，学生自己就是个专家，通过自己的手来解决问题比用脑子解决问题更加深刻。

学习就应该采取理论与实践结合的方式，理论的问题，也就是实践性的课题。

这种做法既有助于完成理论知识的巩固，又有助于带动实践，解决实际问题，加强我们的动手能力和解决问题的能力。

参考文献李军系列单片机高级实例开发指南北京航空航天大学出版社欧阳斌林单片机原理及应用中国水利水电出版社许熙文电子技术基础清华大学出版社石生电路基本分析高等教育出版社金伟正单线数字温度传感器的原理及用电子工业出版社，袁希光传感器技术手册北京国防工业出版社，许熙文电路基础清华大学出版社王永平高性能电热锅炉控制系统仪表技术与传感器，王文琦工业锅炉的检测与控制技术四川科学技术出版社，谢自美电子线路设计实验与测试华中科技大学出版社水位检测子程序报警子程序，水位检测主程序这是程序运行的主要程序段，主要实现启动转换器，并从转换器采集信号。

水位状态标志位，，，，，四结论本系统主要介绍了锅炉的液位检测控制，还介绍了对温度和压力的检测控制，介绍了单片机和其它些单片机在锅炉控制系统中的应用，介绍了它们的引脚和在系统中的电路图，本设计还采用了多种传感器来对液位温度和压力的信号采集，利用来进行信号的输出显示，我设计的硬件系统的结构简化，系统精度高，具有良好的人机交互功能，并设有液位报警高压低压和阀门失灵等故障报警，有问题立即就能发现。

通过自动调节控制液位并实现锅炉内温度和水位的报警。

液位控制在设定值上正常运行不需要人工干预，操作人员劳动强度小。

我在这次数字电子钟的设计过程中，很是受益匪浅。

通过对自己在大学三年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力，最终完成了。

这为自己今后进步深化学习，积累了定宝贵的经验。

撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决个理论问题或为输入线与片内精密比较器输出端在片内相连，故无引出线，但可读该位的值。

的第二功能与口相应口线的第二功能完全相同。

综上所述，和口中的各口线可直接驱动发光二极管，不用再配置发光二极管驱动电路，与具有第二功能，不用再配置比较器，从而简化了控制电路的结构。

转换器是把模拟信号转换成数字信号，把由传感器传来的液位控制的模拟信号转换成数字信号，然后再通过单片机的分析处理进行显示和液位压力和温度的报警。

转换基本原理转换接口技术是应用系统后向通道典型应用技术之。

它涉及了转换芯片的选择参考电压源的配置数字输入码与模拟输出电压的极性等问题，而其中最核心的问题是转换芯片的选择与应用问题。

转换器的基本功能是将个用二进制表示的数字量转换成相应的模拟量。

实现这种转换的基本方法是对应于二进制的每位，产生个相应的电流，而这个电流的大小正比于相应的二进制位的权。

转换芯片的主要性能指标如下分辨率。

表征转换器对微小输入量的敏感程度，通常用数字量的数位表示，如位位位等。

分辨率为位的转换器，表示它可以对满量程的的增量做出反应。

相对精度。

在满刻度已校准的前提下，在整个刻度范围内，对于任数码的模拟量输出与它的理论值之差。

通常用偏差几个来表示和该偏差相对满刻度的百分比表示。

转换时间。

数字变化量是满刻度时，达到终值所需要的时间，通常为几十纳秒至几微秒。

非线性误差。

通常给出在定温度下的最大非线性度，般为。

其工作过程是比较开始时，首先对二进制计数器输出锁存器的最高位置，然后进行转换比较判断。

若模拟输入大于，比较器输出为，则使输出锁存器的最高位保持为。

然后对较低的位依次按照该办法进行比较和调整，无论哪种情况，均应继续比较下位，直到最末位为止。

此时转换器的数字输入输出锁存器内容即为对应模拟输入信号的数字量。

将此数字量输出就完成了转换过程。

这种方法好比用天平称个物体的重量，第次放最大的砝码，若不合适，就改放小号的，依次类推。

旦天平指示砝码太重说明刚才放进去的那个应当取走，显然对于位的转换器，总共需要重复这种过程次。

转换芯片本开发系统的转换实验硬件主要是由转换芯片和四个可变电位器组成的。

是位通路逐次逼近式转换器，输入电压在，最大不可调误差小与设定值时发出报警，三灯闪烁表示循环泵故障报警，当循环泵开启后，出水与回水温度的差值很大，认为循环泵故障，报警系统报警。

图光报警电路的原理图此电路采用的是共阳极的，所以只有当单片机给发光二极管为低电平时才能推动发光二极管点亮。

其中为上拉电阻起限压控流作传感器的选择设计在本设计中，传感器的选择是非常重要的，传感器是能感受规定的被测量并按照定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成，它的性能直接影响到整个检测系统，对检测精确度起着重要的作用。

本设计主要采用的是电容式传感器光电式传感器和压电式传感器来对液位温度和压力进行检测，在把检测的电信号通过入到单片机进行分析，在由进行显示和键盘控制，实行对液位温度和压力的报警。

液位传感器的设计我设计的液位传感器主要是由高亮二极管和光敏三极管所组成的设备。

水位检测是通过四对高亮二极管和光敏三极管分别安装在四个不同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的口，实时对锅炉里的水位进行检测。

当水位到达光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出高电平当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片机输出低电平。

由上至下的第个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水房控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开水加水第四个位置是水位下限报警线，即当水位低于此位置时，开水房控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障。

压电式传感器的设计因为要对压力过大或压力不够实行报警，所以要对压力进行测量，我采用的是压电式传感器来对压力进行检测，压电式传感器是以些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器压电式传感器具有体积小重量轻频带宽灵敏度高等优点。

近年来压电测试技术发展迅速，特别是电子技术的迅速发展，使压电式传感器的应用越来越广泛。

压电效应和陶瓷压电式传感器选取压电式传感器的基本原理是物质的压电效应。

压电效应是些晶体，在定方向受到外力作用时，内部将产生极化现象，相应的在晶体的两个表面产生符号相反的电荷当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。

当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变，这种现象称为压电效应。

具有压电效应的物质很多，如石英晶体压电陶瓷压电半导体等。

它可以测量最终能变换为力的各种物理量，例如力压力加速度等。

我采用的是压电陶瓷是种多晶铁电体，它是具有电畴结构的压电材料。

电畴是分子自发形成的区域，它有定的极化方向。

在无外电场作用时，各个电畴在晶体中无规则排列，