传感器原理课程实践 .docx

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1、精品名师归纳总结传感器原理及应用课程实践院系： 班级：学号：指导老师：水位检测与掌握课程设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结引言：水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在肯定范畴，防止“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，掌握水塔水位方法较多。随着科技的进展，人们对水位掌握的需求越来越多。水位控 制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往水位的检测是 由人工完成的， 当检测到数据后通过通知值班室的工作人员进行掌握，这样在人力和物力上都将造成很大的铺张。因此我们需 要一种能自动检测水位，并依据水位变化的情形自动调剂的自动 掌握系统。利用传感器全天的连续测量水位的变化，把测量到的 水

2、位变化转换成相应的电信号，完成相应的水位显示、掌握及故 障报警及显示水位等功能。这样就能实现无人自动掌握，并且能 快速的做出掌握，削减反映时间，减小铺张，同时削减事故的发 生，能够满意我们的需要。它不仅要具有掌握水位的功能，而且 要能实现自动掌握，才能使其使用便利。同时仍要能够调剂掌握 水位的范畴。我设计的这个电路由电源电路，水位检测电路，水 位掌握电路和显示电路组成。这个简易的水位检测与掌握电路， 具有水位上下限自动掌握， 水位自动检测的功能。 在使用过程中， 当水位下降到下限水位时， 发动机开头运转， 由水泵向水塔中灌水。 当水位升至上限水位时， 发动机停止运转，水泵中止向水塔灌水。设计原

3、理：如电路结构图，负反馈由正压力系数力敏电阻组成。1、电路分为两路：一路为水位掌握电路，由恒流源、滤波放大电路、滞回比较器、正相比例运算电路和水泵组成。另一路为水位检测电路，由电压跟随器、正相比例运算电路、水位传感器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结和显示器组成。2、水位掌握电路，如滞回比较器传输特性，当水位到达上 限水位时，滞回比较器输出电压跳变为 UZ ，发光二极管 3 截止， 发动机停止运转，水泵中止工作。水位下降，负反馈将水位的变化转变成电信号，使恒流源输入滤波放大电路的电流减小，滤波 放大电路输出电压减小。当水位下降到下限水位时，滞回比较器 输出电压跳变为 +UZ ，发

4、光二极管 3 导通，发动机开头运转，水泵向水塔灌水，水位开头上升。负反馈将水位的变化转变成电信 号，使恒流源输入滤波放大电路的电流增大，滤波放大电路输出 电压增大。当水位上升到上限水位时，滞回比较器输出电压跳变 为 UZ ，发动机停止运转，水泵中止工作。从而实现自动掌握。Ui UZUT1UT2Uo0UZ滞回比较器传输特性3、水位检测电路， 水位传感器将水位的变化转变成相应的电信号，传输到显示器，通过显示器显示出水位的情形。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电路结构：负反馈电路滤波放大电路水位电压跟随器正 相 比例 运 算电路电压跟随器水 位传 感器显示器电路结构图直流输稳恒入压流

5、信号电源源滞正相回比例水比运算泵较器电路水位检测与掌握电路原理图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图中水泵有万用表 1 替代，水位传感器和显示器有万用表2 替代。参数的运算：1、直流稳压电源如图R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结UiU 1CU 2DzUo直流稳压电源的输出电压 Uo =6V，因输出电流越大，系统缺失的功耗越大，为使功耗减小，故输出电流Io 取 2.8mA。1、稳压管稳压电路a、稳压管的挑选由Uo =UDz ，故稳压管的稳固电压 UDz =6V。稳压管工作在稳压区所答应的电流变化范畴应大于负载电流的变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

6、范畴，即Iz max Iz min Io ，因此，Iz min Io Iz max 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b、限流电阻的挑选UU 2 =2 3U DZ ，所以，R max =2 max Iz minU DZIo，R minU 2 U DZ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4k R , 取U 2 =122 。2、滤波电路由 RC=3 5T 3F F，故取 C=30 F。23、变压器和整流电路a、二极管的挑选Iz maxIo可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名

7、师归纳总结由U 2 =2 U 1，得U 1=12V，二极管承担的最大反向电压Uz max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结=2 U 1，所以，二极管承担的最大反向电压Uz max=16.97V。二可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结极管的平均电流I Z AV I o AV =2 0.9U 12R=1.38mA。所以，最大整流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.1I o AV 电流 I=1.12 U 1=1.52mA。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

8、纳总结F2Rb、变压器的挑选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因输入电压Ui =220V， U1=12V ，所以，变压器的初级匝数与次级匝可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结数比为 n= U i = 55 。U 13仿真结果如图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、水位掌握电路如图Iii1i可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结排除自激振荡，在运放器输入端与的间加一电容输出电压在 12V18V 间，正压力系数力敏电阻C1 =220 F。使电路R2所承担的反馈电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I R2 0.3mA 间，使电路反馈

9、支路加两支绿色发光二极管ED1 、 ED2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结以提高反馈的稳固性，U ED1 =U ED 2 =2V。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结水泵由万用表替代1、滤波电路输入电压 U =6V ，输入电流 I =2.8mA， R = U iU BE=1.89 k。为力敏电阻R2 的挑选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结力敏电阻R2的阻值与所受压力间的关系有F=KR2 ，压力与液体压强可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的关系有 F=PS，P=，得力敏电阻 R2 的阻值与液体深度间的关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

10、名师归纳总结系 R =gh ，I= U R2，U=U=2V ，有力敏电阻R 所承担的反可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22KR2RR2ED12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结馈电流 I与液体的深度间的关系I= U R2 K = 2K 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R22、滞回比较器R2ghgh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结滞回比较器输入电压U I 1 为 12V18V 间，输出电压U o =UD3=可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结24V。由 U P =U N， U N=U I1 ，所以U P =12V 18V

11、。滞回比较器输入可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电压 U I 2 = U D 5 =15V所以U R11 = Vss U D5=9V ，R11 =20 k ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R9 =U I 2U I 1= 1 ，取R =10 k，故 R =70 k。滞回比较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R10U D 3U I 2910U I 17可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结o器输出电流I U D3U ED 3mA ， R= U D 3k，故取，R =20 k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RI334o可编辑资

12、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结。稳压管D 3、D4 的稳固电压均为 24V, 稳压管D 5的稳固电压为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结15V，发光二极管ED3 为绿色发光二极管，故U ED 3 =2V。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、正相比例运算电路及 MOS 管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结正相比例运算电路的输入电压U I 1 =U D 3 U ED3 =22V，输出电压U o1 即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为 MOS管的输入电压U I 2 ，即Uo1=U I 2 。又 MOS管的输出电压U o2 等可编辑

13、资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于 MOS管的输入电压U I 2 ，即U o2 =U I 2 ，因而U o1 =U o2 ，水泵正常工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作的电压为 220V，所以，U o1 =U o 2 =220V。所以，正相比例运算电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的电压放大倍数 A=U o1U I 1=10，A=17 ，取 R8 =44 k ，就RR8R7 =396 k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结。由比例运算正反相参数的平稳有R =R7 R8k。水泵正常工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4R7R8

14、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作的电流 I 为 7.5A，I=U o2 ，因而， R =U o 2 =29.3A。一般 MOS管的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结RI55可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电源电压为 10V12V，故取Vcc =12V，MOS管的漏源夹断电压U DSQ 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3V ， 为 减 小 损 失 的 功 耗 ， 故 静 态 工 作 时 ， 取I DQ=1mA，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢

15、迎下载精品名师归纳总结U= VIRR,I= I1U GSQ2， 所 以 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结DSQVccCCDQ56U DSQDQDSSGSoff可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结UR6 =I DQR5 k，水泵正常工作答应需波动的电压范畴为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10，因此，限流二极管D3 、D 4 的最大反向击穿电压U max=110可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 U o2=121V。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结23、水位检测电路水位传感器和显示器由万用表替代可编辑资料 - - - 欢

16、迎下载精品名师归纳总结电压跟随器的输入电压U I 1 =6V ，输出电压U o1 =U I 1 =6V ，又正相比例可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算电路的输入电压为电压跟随器的输出电压即U I 2 =U o1 =6V。水位可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Uo2=24V， 正 相 比 例 运 算电 路 的 电 压 放大 倍 数A= U o2U=4 ，I 2A=1R3R=4，取 R =20 k，因而， R =60 k，由比例运算正反232相参数的平稳有R =R2R31R=15 k。2R3仿真结果如图传感器正常工作的电压为 24V，所以，正相比例运算电路的输出电压可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结结语：这次课程设计，既是一次理论与实践的结合，也让我加深了对电子技术的懂得，体会到调试的不易，明白了所学学问的重要性和自己理论学问的欠缺，增加了自己对所学课程的爱好。这次课程设计，不仅丰富了我的学问，而且锤炼了自己的才能，学会了如何查找资料。参考文献：1、童诗白，华成英，模拟电子技术基础第四版北京： 高等训练出版社2006-52、邱关源，罗先觉，电路第五版北京：高等训练出社2006-53、郁有文，常建，传感器原理及工程应用第三版西安电子科技高校出版社 2021-7可编辑资料 - - - 欢迎下载