量以及液位巡回检测等方面的技术。液位检测技术是基于液位敏感元件在液位发生变化时，把相应的能够表示液位变化且易于检测的物理量变化值检测出来。这个物理量可能是电量参数，或机械位移，也可能是诸如声速能量衰减变化静压力的变化，等等。再把这些电量的或非电量的物理量变化值采用相应的最简便可靠的信号处理手段转换成能够用来显示的信号。当被测液体的液位发生变化时，与之有关的物理参数将要发生定程度的变化。但是，由于液体的性质及其容器的特性不同，各物理参数的变化程度将有所不同。例如，有的参数变化明显有的变化不太明显，甚至看不出有什么变化。因此，需要选用最合适的能够获得最大信号的物理参数作为液位测量仪表的检测信号并根据被测液体和测量对象不同采用不同的测量方法。瞥如液位变化时，插入液体中的物体因浸没情况不同会产生浮力变化插入液体中的单电极对外壳双电极会产生电容量的变化或电阻量的变化在高频馈电的情况下会产生电感量的变化。因此，在设计安装使用液位计时要考虑到置放在高度的超声波探头会发生反射回波声速的变化浸没于液体中的压力敏感元件会产生静压的变化贴于容器壁的超声波发收探头间会发生接收波能量大小的变化置于侧壁的放射源和接收器间会产生接收能量强弱的变化，等等。同时还要考虑到被测对象的压力温度湿度以及辐照腐蚀情况当时的科学技术水平包括电量和非电量的测量技术材料情况工艺水平仪表的成本以及用户的经济能力等。究竞选择那种测量方法及其测量仪表合适，要根据具体的情况，权衡各种因素的利弊关系，综合利用它们的有利条件来决定。目前使用的液位传感器分为两种开关式和连续式。开关式传感器主要是用于获得特殊位置的液位值。连续式传感器运用于测量定范围内的液位值。连续液位测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油化工食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。常用的连续式液位传感器有玻璃管法玻璃板法双色水位法人工检尺法。这种方法都是人工测量方法，具有测量简单可靠性高直观成本低的优点。吹气法差压法法这种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。浮子法浮筒法浮球法伺服法沉筒法以上种方法都是利用浮力原理来工作的。电容法电阻法电感法这种方法都是利用液位传感器的电参数产生变化的方法来测量液位的。磁致伸缩法超声波法调制型光学法微波法以上种方法都是通过检测信号传播的时间来确定液位的。磁翻板法振动法核辐射法光纤传感器法等。研究意义及主要研究内容计算机测控系统，特别是基于现场总线的多传感器计算机测控系统可极大地提高测控系统的自动化水平和智能水平，降低系统造价，它要求其信息采集装置是数字化智能化的，具有高性能低成本和较强的信息处理能力。智能传感器系统就是为了适应这类系统的发展而提出和发展起来的个新的研究方向。随着测控系统向基于现场总线的多传感器计算机测控系统发展，现有的传统位移传感器已无法满足要求，而集信息采集信息预处理和数字通信功能于身，能自主管理，具有智能化特性的智能位移传感器系统成为生产实践发展的迫切需求。然而，由于智能传感器系统的研究起步较晚，其理论和实践远未成熟，离实际应用需求差距很大，尤其是高性能小体积低成本智能传感器系统更是有待于进步开发。因此，研究开发高性能的智能液位传感器对于促进信息技术及自动化技术的发展提高设备的性能及自动化水平具有不可低估的意义。数字式液位测量仪设计设计方案设计方案的选定差压法该方法的工作原理如图所示。阀门差压变送器。对于开口容器或常压容器,阀门及气相引压管道可以省掉。压力差与液位的关系为气图差压法原理式中变送器正负压室压力差引压管压力液位。差压变送器将压力差变换为的直流信号。如果压力处于测量范围下限时对应的输出信号大于或小于,则都需要采用调整迁移弹簧等零点迁移技术,使之等于。双差压法该方法的工作原理如图所示。其中差压传感器用于测量未知液位高度产生的差压,即密闭容器底部和液面上方的压力差差压传感器差压传感器液体图双差压法测量液位的原理差压传感器用于测量已知液位高度产生的差压,即容器底部和液面下方取压点的压力差由上两式可得容器内被测液面高度液面下方两固定取压点间的垂直距离。由上式可见,双差压法可消除液位密度变化对液位测量的影响。但是双差压法需要实现两个差压的除法运算。方案的比较与选定普设为，设为即可。数字式液位测量仪设计数字式液位测量仪的仿真由于条件有限，因此进行了比较简单的仿真。当液位低于或高于时，显示就会闪闪的。如图与图所示是不同液位时的仿真图。图数字式液位测量仪的仿真图图数字式液位测量仪的仿真图仿真结果的误差分析在仿真过程中发现了不少问题，主要问题归纳如下程序过多，输入起来很费时间。尤其是在运行时出现了很多的所以编写程序时需小心。电路连接过于复杂，在电路连接时很容易造成连接或连接交叉。显示结果不稳定，有时不能完全显示正确，所以系统稳定性还需要进步加强。因为的学习时间较短，在实用的时候并不是很熟练，因此在绘图及编程时会出现，使预定的任务不能准确完成。数字式液位测量仪设计总结本设计的液位测量仪不仅消除了液体密度变化带来的测量误差,而且也能直接显示液位高度的厘米数。但是本设计的双差压法测量液位的方案只适用于容器中的液体是均匀液体的情况,即容器中液体密度必须处处相同才行,这个条件般都是能满足的。本设计的液位测量仪也适用于测量敞口容器内的液位。测量敞口容器内的液位时,只须将图中的差压传感器器的低压室与大气相通即大气即可。本设计基本符合了扩散硅敏感电阻的满量程信号输出在左右，敏感膜片硅材料的本身固有频率高，般在，可抗击电压的冲击。补偿后零点和满量程的温度系数最大为，精度可达。参考文献梁威智能传感器与信息系统北京航空航天大学出版社，年，徐俊臣，杜玉杰智能化传感器的发展趋势及实现海洋技术，朱欣华，姚天忠，邹丽新智能仪器原理与设计中国计量出版社年，杜如彬，柯象恒液位检测技术原子能出版社，年，任开春，涂亚庆余种液位测量方法分析工业仪表与自动化装置年第卷第期，赵玉珠测量仪表与自动化石油大学出版社，年，刘迎春，叶湘滨传感器原理设计与应用国防科技大学出版社年，孙以材，刘玉岭，孟庆皓压力传感器的设计制造与应用北京冶金工业出版社，年，段振新硅压力传感器的温度补偿方法黑龙江电子技术，年第期，尹永观，葛军，李文卓扩散硅压力传感器误差补偿方法的研究仪表技术与传感器，年第期，张秀珍等高精度扩散硅压力传感器的温度补偿计量与测试技术，戎华，李俊峰，张声良种补偿扩散硅压力传感器零点温漂的电阻网络仪器仪表学报，年月，唐伟，庞世信扩散硅压力传感器的温度特性及其补偿仪表技术与传感器，年第期，张春晓，刘沁，刘妍扩散硅压力变送器的精密温度补偿传感器技术，年第期，陈曦扩散硅压力传感器及其温度补偿自动化仪表，胡贵池等扩散硅压力传感器温度效应综合修正方法自动化与仪表，年第期，关治数值分析基础高等教育出版社，年，徐金梧，梁静神经网络在信号处理中的应用北京科技大学学报，年月孙传友,翁惠辉编著现代检测技术及仪表北京高等教育出版社，孙传友,孙晓斌编著感测技术与系统设计北京科学出版社，数字式液位测量仪设计孙传友等编著测控电路及装置北京北京航空航天大学出版社罗翼，张宏伟单片机应用系统开发典型实例北京中国电力出版社,李广第，朱月秀，王秀山单片机基础北京北京航空航天大学出版社，陈汝全,刘运国,雷国君单片机实用技术整机设计多机通信实用技术北京电子工业出版社，陈粤初单片机应用系统设计与实践北京北京航空航天大学出版社,陈汝全电子技术常用器件应用手册北京机械工业出版社,年月何立民单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京北京航空航天大学出版社，马忠梅等单片机的语言应用程序设计北京航空航天大学出版社，邱关源电路第四版北京高等教育出版社，康华光电子技术基础模拟部分版北京高等教育出版社，电子工程手册编委会,集成电路手册分编委会标准集成电路数据手册电路北京电子工业出版社，吴东鑫新型实用传感器应用指南北京北京理工大学出版社，薛文达传感器应用技术南京东北大学出版社，贾伯年传感器技术南京东北大学出版社，黄贤武传感器原理及应用成都电子科技大学出版社，附录Ω除法电路数字式液位测量仪设计致谢本设计是在指导老师邱雄迩老师的精心指导下完成的，邱老师在理论分析和工作经验方面给了我诸多指导性的建议，他渊博的知识全新的理念丰富的经验和对学科发展的深邃见解，不但使我顺利完成了毕业设计，而且对我今后走向工作岗位有很大的影响。在此我向邱老师表示我最诚挚的感谢,同时对四年来在学习上关心支持和帮助我的老师们，谨此并感谢,各位老师严谨的治学态度，踏踏实实做人的品质，以及良师益友的风范给我留下了深刻的印象，使我终身受益,最后还要感谢我的那些同学，要不是他们的热心帮助，我的毕业设计不可能这么顺利完成。谢谢,设计者王海波年月绪论模拟传感器与智能数字传感器新技术革命的到来，世界开始进入信息时代，信息社会的表征是社会活动和生产活动的信息化，其基本活动形式是信息的获取，传递，处理和控制。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然科学领域中信息的主要途径和手段。传感器技术是信息社会的关键技术，传感器技术的水平在定程度上标志着个国家的科学技术水平。传感器的研究始于二十世纪三十年代，它是研究非电量信息与电量间转换的门跨学科的边缘技术科学。早期设计的传感器是模拟式传感器，现在通常称为传统传感器。这种传感器采用模拟电子电路组成，只能进行信号调理，基本不具备信息处理能力和自我管制能力。这就决定了传感器存在着输入输出特性具有定的非线性信噪比低而易受噪声干扰复合灵敏度难以克服而使分辨率不高等问题，导致传感器性能不稳定可靠性差精度低。为改善传感器的传输性能，人们应用频率调制技术研制了频率式传感器，如感应同步器等。这种传感器的输出不再是模拟量，而是频率量，它的信号调理与转换电路把由传感元件获得的电参量转换为种周期信号即频率量输出，该信号的幅值恒定而频率则随被测量按确定的函数关系变化。频率量传输具有较强的抗干扰性，提高了信噪比，用于计算机测控系统中时可以取消模数转换，通过测频率测周期方法