2022年水位控制电路图水位控制器原理 .pdf

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1、水位控制电路图水位控制器原理1.本电路能自动控制水泵电动机，当水箱中的水低于下限水位时，电动机自动接通电源而工作； 当水灌满水箱时， 电动机自动断开电源。 该控制电路只用一只四组双输入与非门集成电路(CD4011)，因而控制电路简单，结构紧凑而经济。供电电路采用12V直流电源，功耗非常小。控制器电路如图 1 所示。指示器电路如图2 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页图 1 是控制器电路图， 在水箱中有两只检测探头A 和B ，其中A 是下限水位探头， B 是上限水位探头， 12V直流电源接到探头 C，它是水箱中储

2、存水的最低水位。下限水位探头 A 连接到晶体管 T1(BC547)的基极，其集电极连到12V电源，发射极连到继电器RL1 ，继电器 RL l 接入与非门 N3第13 脚。同样，上限水位探头B 接到晶体管 T2 的基极 (BC547)，其集电极连到 12V电源，发射极经电阻R3接地，并接入与非门N1第、脚，与非门N2的输出第脚和与非门 N3的第12 脚相连， N3第脚输出端接到N2第脚输入端，并经电阻R4与晶体管 T3 的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动电动机 M 。当水箱向水位在探头A以下，晶体管 T1与 T2 均不导通， N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2有

3、电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水箱。当水箱的水位在探头A以上、探头 B以下时，水箱中的水给晶体管T1提供了基极电压， 使 T1 导通，继电器 RLl 得电吸合 N3第13 脚为高电平，由于晶体管T2 并无基极电压，而处于截止状态，N1第、脚输入为低电平，第脚输出则为高电平， 而 N2第脚输入端仍为高电平， 因而 N2第脚输出则为低电平， 最终 N3第 11 脚输出为高电平，电动机继续将水抽入水箱。 当水箱的水位超过上限水位B时， 晶体管 T1仍得到基极电压，继电器 RLl 吸合。 N3第13 脚仍为高电平，同时， 水箱中的水也给晶体管T2 提供基极电压使其导通，Nl 第、脚输入端

4、为高电平，第脚输出端为低电平，N2第脚输出端为高电平， N3第11 脚第终输出低电平，使T3 截止，电动机停止抽水。若水位下降低于探头B但高于探头 A，水箱中的水依然供给晶体管T1的基极电压，继电器RLl 继续吸合，使 N3第13 脚仍为高电平，但晶体管T2不导通， N1第、脚输入端为低电平，其第脚输出端为高电平， N2第脚为低电平，则N2第脚输出为高电平，最终N3第11 脚输出端继续保持低电平，电动机仍停止工作。若水位降到探头A以下，晶体管 T1 与 T2均不导通，与非门N3输出高电平，驱动继电器RL2 ，电动机又开始将水抽入水箱。图 2 为指示器监控器电路图， 共有五个发光二极管， 如果发

5、光二极管全部亮， 表示水箱中的水已充满。12V电源送到水箱底部的水中，晶体管(T3T7)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管 (LED5LEDl)。当水箱中的水到达最低水位C时，晶体管 T7导通， LEDl 点亮；当水位上升到水箱的 14 时，晶体管 T6 导通， LEDl 与 LED2点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管T5导通，则 LEDl、LED2和 LED3点亮；当水位升到水箱的34 时，晶体管 T4 导通，则 LEDlLED4均点亮；当水箱的水充满，晶体管T3 导通，五个发光二极管全亮。因此从发光二极管点亮的状态，就能知道水箱中的水位发光二极管与水箱中的水位对应关系如附表

6、所示。发光二极管应安装在容易监视的位置。改变探头 A和 B的高度可调节水位，但应注意调整螺丝A、B和 C ，其它水位探头之间必须绝缘，从而避免短路。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页2. 本文所示的电路图1 是控制高架游泳池的简单便量方案。电路非常简单并且非常容易制造。图 1 中的SW1 （通常闭合）和 SW2 （通常开路）是密封的PVC管中的微型舌簧开关。管的两端做成防水的, 用防水密封胶密封它们。图 1 自动水位控制电路1 个磁铁安装在可以浮在水面的热孔隙薄片上。磁铁可随水面上下移动并可驱动舌簧开关。当水池完全放

7、空时磁铁安置在制动器上（如图1 所示） ,而 SW2 闭合。 12V 电源通过SW1 和 SW2连接到 RL继电器的线圈上。继电器被激励,而且经继电器的1 个公共端连接VAC到水泵的电机。当水泵开始注水到游泳池时,磁铁随着水面向上移动。当磁铁离开支座时,SW2开路 ,但电源通过继电器RL的第 2 个公共端仍然连接到继电器的线圈上。当磁铁到达SW1时,它打开 SW1开关 ,而电源到达继电器线圈的第2 条通路也断开。继电器去除激励,关断水泵。当从水池排水时,SW1 再次闭合 ,但电源不能到达继电器线圈。水进一步排出,SW2 闭合 ,而继电器再次被激励,从而再次开启水泵。此过程一次又一次地重复。水泵

8、不是连续运行,而是间隔运行。间隔时间依赖于舌簧开关之间的距离,然而 ,手动按瞬时开关SW3 可以开启水泵。RL是 DPDT继电器（ 1 个极用于逻辑控制,1 个极用于开 /关电机）线圈电压为12Vdc,按点负荷依赖于负哉。SW1 和 SW2 为微型舌簧开关。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页3. 最简单的水位传感元件是采用两个电极， 当水面淹没电极时， 利用不纯净水的导电性使电极之间导通，但导通电阻值较大，约50k，不能代替光敏电阻器直接驱动如图4 所示的光控电路，需要灵敏更高的控制电路。水位自动控制电路如图 5 所

9、示。它是在图 4 电路的基础上，增加了一级前置放大管VT1 ，在其基极输入很微弱的电流 （10A）就可以使 VT1 3 皆饱和导通。 控制开关 S可以用大头针做成两个电极，当其被水淹没而导电时，小电动机会自行运转。C1为旁路电容器，防止感应交流电对控制电路的干扰。 VT1选用低噪音、高增益的小功率NPN 硅管 9014。根据上述电路水位控制的功能，能否设计成一个感知下雨自动关窗、自动收晾晒衣服绳索的自动控制器。下偏置水自动控制电路见图 6 。图中，将两个电极改接在VT1下偏置，R1仍为上偏置电阻器。当杯内水面低于两个电极时，相当于下偏置开路，R1产生的偏置电流使电动机起动。当水位上升到淹没电极时，两个电极之间被水导通，将R1产生的偏置电流旁路一部分，使VT1 3截止，电动机停转，与图 5 控制效果恰好相反。4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页