DF-96系列全自动水位控制器工作原理
[日期：2012-01-02] 来源：作者：辽宁徐涛
DF-96D DF-96A B C
一、整机工作原理
该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。
1．电源电路
AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。该电压经Rl加到红色发光管LEDI上，将LEDI点亮，表示电源正常。该电压除了为ICI及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。
2．水位信号检测电路
该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。其中R2是ICI的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。
3．输出驱动电路
该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。
二．实际应用分析
下图是该型全自动水位控制器实际应用的四种接法，分别对应单控上水池、单控下水池、缺水保护和上下水池联合控制。
1．单控上水池
此时电D(绿线)、E（黄线）与电极C（黑线）并接置入水池的最低点，与水池底部接触作为水池（水塔）地线（公共电位）；电极A(红线卜一为上水池(水塔)上限液位控制点，水位上升达到A点水位，水与探头接触，水位控制器自动关泵；B隘线卜一为上水池（水塔）下限液位控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，水位控制器自动开泵，水池充水。其电气原理是：由于电极D、E、c短接，则ICI(8)、(9)脚皆为高电平，与门输出端(10)脚输出高电平，该高电平送至ICI(5)脚，其(6)脚由于VI2的截止同样为高电平，这样与门输出端(4)脚输出高电位，驱动管VT1饱和导通．Jl得电动作，其触点J1-1闭合，外控水泵得电工作，向池内补水；随着水位的升高．检测电极B首先升为高电位（水是导电的）．即ICI(2)脚转为高电平;待水位上升达到上限液位控制点A点时．Icl(1)脚亦转为高电平，与门输出端(3)脚输出高电位，则VI2饱和导通，将IC1(6)脚钳制为低电位。根据与门的特性，其输出端(4)脚转为低电位，驱动管VT1截止．Jl失电，其触点J1-l断开，外控水泵停止工作，补水停止。
随着池内水位的下降，电极A（对应于IC1(1)脚）脱离水面与公共电位断开，但此时由于(3)脚对(1)脚的自锁作用，所以ICI(1)脚仍然维持高电平并与(2)脚共同作用，始终将IcI(6)脚钳制为低电位；待池内水位下降直至检测电极B脱离公共电位时，即ICI(2)脚变为低电位，与门输出(3)脚电位翻转，则VT2截止．ICI(6)脚变为高电位，与门输出端(4)脚同样输出高电位，驱动管VT1饱和导通．Jl得电动作，触点Jl-I闭合，外控水泵得电工作，同时指示灯LED2被点亮。向池内再次补水，往复循环，实现无人值守控制。
2．单控下水（排水）池
此时电极A（红线）与电极B（蓝线）空着不用。
电极C（黑线）置入水池的最低点，与水池底部接触作为水池（水塔）地线（公共电位）；电极E(黄线)一为下水池上限液位控制点．水位上升达到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排水；根据实际需要若不排水，则E点不接；电极D（绿线卜一为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与探头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水。其电气原理是：排水开始时池内是满水，电极C、D、E相当于短接在一起，即ICI(8)，(9)脚皆为商电平，与门输出端(10)脚输出高电平。该高电平送至ICI(5)脚，(6)脚同样为高电平，这样与门输出端(4)脚输出高电位．驱动管VTI饱和导通．Jl得电动作，其触点Jl-I闭合，外控水泵得电工作，向池外排水：随着水位的降低，检测电极E首先脱离水面而转为为低电位，但此时由于(10)脚对(8)
脚具有自锁作用，所以ICl(8)脚仍然维持高电平并与⑨脚共同作用，始终将ICI(10)脚钳制为高电位；待水位下
降达到下限液位控制点D点并使电极D脱离液面时．ICI(9)脚转为低电平。根据与门特性，则与门输出端(10)脚输出低电位，ICI(5)脚转为低电位，其输出端(4)脚转为低电位，驱动管VTl截止，继电器Jl失电，LED2熄灭，其触点Jl-I断开，外控水泵停止工作，排水停止。
3．缺水保护
此时电极A(红线)与电极B(蓝线)空着不用。电极C（黑线）与电极E（黄线）并接置入水池的最低点，与水池底部接触作为水池（水塔）地线（公共电位）：C、D点为水池下限水位控制点，水位下降到下限水位．C、D探头之一与水面脱离接触，水位控制器继电器立即动作，切断输出，水泵停止工作。其电气原理是：由于电极C、E并接且与D处于同一液面，相当于通过水阻短接在一起，即ICI(8)、(9)脚皆为高电平，与门输出端(10)脚输出高电平，该高电平送至ICI(5)脚，(6)脚同样为高电平，这样与门输出端(4)脚输出高电位，驱动管VTI饱和·导通，指示灯LED2被点亮．Jl得电动作，其触点J1-I闭合，外控水泵得电工作；当水位下降达到下限液位控制点并使电极C、D因无水脱离接触时，IC1(9)脚转为低电平，与门输出端(10)脚立即转为低电位，IC1(5)脚转为低电位，其输出端(4)脚转为低电位，驱动管VT1截止，继电器儿失电．LED2熄灭，其触点J1-1断开，外控水泵停止工作．起到缺水保护作用。
4．上下水池联合控制
此时各电极的连接参见下图中第4部分所示。其中电极c-为上、下水池（水塔）共用地线，放在上、下水池的最低点与水池底部接触；电极A-为上水池（水塔）上限液位控制点，水位上升达到A点水位，水与探头接触，水位控制器自动关泵；电极B-为上水池（水塔）下限液位控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，水位控制器自动开泵，水池充水；电极D-为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与探头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水：电极E-为下水池上限液位控制点，水位上升到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排头；其电气工作原理不再赘述，可参见前述分析。
水泵自动化控制系统使用说明书 一、···················概述 乌兰木伦水泵自动化控制系统是由常州自动化研究所针对乌兰木伦矿井下排水系统的实际情况设计的自动控制系统。通过该系统可实现对水泵的开停、主排水管路的流量、水泵排水管的压力、水仓的水位等信号的实时监测，并能通过该系统实现三台主水泵的自动、手动控制并和KJ95监控系统的联网运行，实现地面监控。 基本参数： 水泵：200D43*33台（无真空泵） 扬程120米流量288米3/小时 主排水管路直径200mm 补水管路直径100mm 水仓：3个 水仓深度分别为： 总容量：1800米3 主电机：3*160KW 电压：AC660V 启动柜控制电压：AC220V 220变压器容量：1500VA
二、系统组成 本控制系统主要由水泵综合控制柜，电动阀门及传感器三大部分组成。参见“水泵控制柜内部元件布置图：。 1、水泵综合控制柜是本系统的控制中心，由研华一体化工控机、数据采集板、KJ95分站通讯接口、中间继电器、控制按钮及净化电源及直流稳压电源组成。 其中，净化电源主要是提供一个稳定的交流220V电压给研华一体化工控机，以保证研华一体化工控机的正常工作，直流稳压电源主要提供给外部传感器、中间继电器及数据采集板的工作电源。 控制按钮包括方式转换按钮、水泵选择按钮及手动自动控制按钮，分别完成工作方式的转换、水泵的选择及水泵的手动和自动控制。本控制柜共有40个按钮，从按钮本身的工作形式来说这些按钮有两种，一种为瞬间式，即按钮按下后再松开，按钮立刻弹起，按钮所控制的接点也不保持；另外一种为交替式，即按钮按下后再松开按钮，按钮并不立刻弹起，而是再按一次后才弹起，按钮所控制的接点保持（如方式转换按钮、水泵选择按钮等）。 中间继电器采用欧姆龙公司MY4型继电器，主要完成信号的转换和隔离。另外，还对外部开关量信号进行扩展，以保证这些信号在不同状态下的使用要求。 控制柜的数据采集板分为开关量输入板（两块）、开关量输出板（一块）和模拟量数据采集板（两块）。这些数据采集板主要是对传感器采集来的模拟量信号和中间继电器的开关量信号转换成工控机识别的信号，并将工控机发出的控制
传感器及其工作原理 【三维目标】 1．知识与技能： （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用。 2．过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践 能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观 （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】：分析并设计传感器的应用电路。 【教学方法】：实验、探究、讨论 【教学用具】：干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【教学过程】 一、引入新课 准备知识：从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
DF-96系列全自动水位控制器工作原理 [日期：2012-01-02] 来源：作者：辽宁徐涛 一、整机工作原理 该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。 1．电源电路 AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。该电压经Rl加到红色发光管LED I上，将LEDI点亮，表示电源正常。该电压除了为IC I 及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。 2．水位信号检测电路 该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。其中R2是ICI 的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。 3．输出驱动电路 该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V 以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。
o 课 程 设 计 任 务 书 题目 水位控制器设计 专业、班级 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容： ① 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。② 学习文件检索和查找数据手册的能力。③ 学习protel 软件的使用。 ④ 学会整理和总结设计文档报告。二、基本要求： ① 以MCS-51系列单片机为核心，组成一个水位自动控制系统。② 六区间式水位显示。③ 全自动位式进水。④ 满水、低水水位报警。 ⑤ 水位传感器故障自检及报警提示。⑥ 能延时恢复的报警消音。三、主要参考资料： ① 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 ② 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 2013年 12月 16 日 目录
摘要...................................................I 1、概述. (1) 1.1、系统原理 (1) 1.2、系统结构图 (1) 1.3、控制方案说明 (2) 1.4、系统组成及原理 (2) 2、硬件设计 (4) 2.1、单片机最小系统电路设计 (4) 2.2、水位检测传感器的选用 (5) 2.3、稳压电路的设计 (6) 2.4、光报警电路的设计 (7) 2.5、水泵的介绍 (9) 2.6、继电器控制水泵加水电路 (12) 2.7、电源电路 (13) 2.8、看门狗技术 (14) 3、软件设计 (17) 3.1、系统总原理图 (17) 3.2、系统程序清单 (18) 总结 (20) 参考文献 (21) 附录 (22)
水位传感器种类、工作原理介绍 水位传感器是一种可以检测水位的传感器，主要应用于医疗、食品、化工行业中，进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。 水位传感器的种类： 水位传感器种类很多，包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器，浮球式水位传感器，磁性水位传感器，投入式水位传感器，电动内浮球水位传感器，电动浮筒水位传感器，电容式水位传感器，磁致伸缩水位传感器，伺服水位传感器等，超声波水位传感器，雷达水位传感器等。 （图片源自网络）
（图片来源于网络）
上图是一个水位传感器种类的大概情况，由此图我们可以看出水位传感器种类较多，主要可以分为接触式和非接触式两种。 浮筒式水位传感器：浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒，水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的，它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。 浮球式水位传感器：浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号，并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式，有着检测水位不精确的缺点，浮子易卡死。 （图片源自网络）
静压式水位传感器： 该变送器利用液体静压力的测量原理工作，它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。 超声波式水位传感器： 这是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波，超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段，产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点：频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播。 光电式水位传感器： 光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而 开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。
华南农业大学珠江学院水位数字控制电路实训报告 院系：信息工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：1202班 姓名：黄伟奇201225180211 组员：罗润 201225180235 赖梓聪201225180242 指导老师：詹庄春 2013年11月20日
第一章绪论 (3) 1.1 摘要 (3) 1.2 课题研究的目的和意义 (3) 第二章系统总体设计及方案认证系统 (4) 2.1 设计内容 (4) 2.2 电路原理 (4) 2.4方案认证 (5) 第三章硬件电路设计设 (6) 3.1 利用multisim绘制原理图 (6) 第四章硬件电路安装及调试 (7) 4.1 手工焊的工具 (7) 4.2 焊接原理 (7) 4.3 焊接注意事项 (7) 4.4 元件清单及其功能 (9) 4.5 调试要点 (11) 4.6 问题讨论 (11) 第五章总结 (12) 第六章后记 (12) 参考文献 (13)
第一章绪论 1.1 摘要 在日常生活及工农业生产中，往往需要对水位进行监测并加以控制，时下市场上有一些采用浮球来控制水位的球阀和简单水位控制开关，这些产品价格不高，但是没能做到自动控制水位的高低，下面介绍一款性能稳定的全自动水位控制器;该控制电路简单，使用灵活，可独立运作，也可作大型数字控制系统的外围控制器件。。 1.2 课题研究的目的和意义 研究目的：通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我们也希望这次的研究能让同学进一步了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高，为现代教育科学尽一份力量！ 研究意义：随着电子技术的发展，人类越来越脱离纯手工的检测，特别是水位检测的发展，更是迅猛发展。本报告介绍的是模拟水位数字控制电路。依靠水位，来控制水泵的运行，适时对河水进行加水控制，达到用户用水安全。适合于水利工厂适时控制水源，达到合理利用水源，保护环境。
1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ . + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ， 使传感器测得压力为：ρ . ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 功能特点：
江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切 感
水位传感器原理及其基本信息 水位传感器，从字面上来讲，它就是一种反应水位，并输送其检测的信息给相关人员、单位的仪器，其实，这也就是它的大致概念了。它的应用范围非常的广泛，且都是一些较大的工厂，如：水厂、化工厂等地方。当然，我们平常人能够接触到它的机会就非常之少了。但是 作为知识的积累，我们还是很有必要了解到它的一些基本信息及其工作原理的。水位传感器，
能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。LC-SW1型水位传感器由全密封隔离膜充油传感器和内置高性能微处理器构成，可对传感器的非线性、温度漂移等进行全范围内的数字化修正处理，并有HART通信协议输出和模拟输出。具有精度高、稳定性极好的特点，可实现现场诊断过程双向通信，可使用在城市供电、水利水电、冶金、石化等。广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。工作原理:容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出”开”“关”的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出”开”的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。技术参数：被测介质：弱腐蚀性液体量程:100mmH2O～100mH2O、500mmH2O～500mH2O(水位高/深度)输出：4～20mA(二线制)、0～5VDC、0～10VDC、0.5～
一、概述 型液位控制器采用集成电路，结合高层楼宇上、下水池（水塔）水位分级提升的特点进行设计，具有HHY10PG 上、下水池联合控制自动排水和给水控制等功能，能有效防止水池水位过高溢出或水泵因空转而损坏，是一种工矿企业、学校及家庭用水的水塔—水井液位自动控制的产品。二、主要技术数据 、工作电源：、 允许电压波动范围（～）；1AC380V 220V 50/60Hz,85%110%Ue 、功 耗：≤；2 1.5W 、触头容量： ；33A AC380V 、机械寿命：×41106次；、电寿命：×5 1105次；、安装方式：导轨安装；6三、接线图 四、应用电路举例 五、外形安装尺寸外形尺寸
六、安装使用说明 （一）、供水型探头（电极）安装说明： 、为水池上限液位控制点，水位上升到点水位，水与探头（电极） a 66接触，控制器自动关泵，停止给水池加水。 、为水池下限液位控制点，水位下降至点水位以下，水与探头 b 77（电极）脱离接触，控制器自动开泵，给水池加水。 、为自动控制器控制感应电极探头，放在水池下限液位控制点以下，但不要和。c 8水池的金属物体接触。 （二）、排水型探头（电极）安装说明： 、为水池上限液位控制点，水位上升到点水位。水与探头接触，控制器 a 1010和触点闭合，水泵自动开泵，水池排水。 45 b 、为水池下限液位控制点，水位下降到点水位，点探头与点探头脱离接触， 9998控制器和触点释放，水泵自动关泵，水池停止排水。 45、为控水型和排水型控制器共用电极探头不要和水池中其它金属物体接触，和 c 8,6不接。 7（三）、给水排水型探头（电极）安装说明： 、为上水池上限液位控制点，水位上升到点水位，水与探头接触，控制器自动 a 66关泵，停止给上水池加水。 、为上水池下限液位控制点，水位下降到点水位以下，水与探头脱离接 b 77触，控制器自动开泵，给上水池加水。为上、下水池公用电极探头，放在上、下8水池的最低点但不要和金属物体接触。 、为下水池下限液位控制点，水位下降到点水位，水与探头脱离接触， c 99控制器自动关泵，下水池停止排水。 、为下水池上限液位控制点，水位上升到点水位，水与探头接触， d 1010控制器自动开泵，下水池开始排水。 （四）、为确保液位控制器正常工作，安装好后请再次检查输入输出的接线， 探头连接线的位置是否放置正确，及通过上、下移动探头的方式，使其探头接触或脱离水面，模拟检测水位控制器是否工作正常。 （五）、建议将各点探头固定在水池内壁，以免探头位置发生偏移，导致控 制器误动作。（若水池壁为金属，注意所有探头不要和金属液位池壁接触，并且金属池壁要良好接入大地） （六）、为避免误工作，请勿将产品安装在潮湿、腐蚀及高金属含量气体的环境中 （七）、为了 探头在液体中工作稳定，建议使用防腐蚀的金属棒连接探头引线。 下水池 排水探头安装图() 供水探头安装图()
电容式液位变送器原理：是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为pf）差值变化，由专用的ada电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：io，bcd，pwm，uart，iic…，电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。该专用ada电容检测芯片由于内置mcu双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式液位检测是目前液位变送器中最有优势的检测方法。 有些放大器对前开关来选择扬声器a或b或a和b，液位变送器如果不是，您将需要一个扬声器选择开关。只要开关打开或关闭扬声器良好，选择开关里面有一些多余的部分，以确保放大器是不超载。你可以设计为4或8欧姆开关放大器输出。他们确定了由放大器看到不降到4或8欧姆负载分别。您的开关信息可能会说“与4欧姆负载或以上”的发言者不超过4欧姆。这意味着，只要每一位发言者是采用4或6或8欧姆，你不会有问题。 在你回来放大器，输出评价应该可见。比如，它可以说每声道50瓦rms的4欧姆。对于这种情况下，选择一个4欧姆开关。确保你的开关思想的有效值评级是合适的放大器。保护您的放大器应该有内在的。您的发言者也应该有一个装载或阻抗值对他们说这可能回显示8欧姆，例如。接下来，您需要决定您需要多少产出。你可以得到2，4或8通道单元容易。这就是你的单位线是连接在放大器（左，右）的输出开关的输入。接下来，液位变送器连接您现有的喇叭输出1和输出2，3等为您的新的立体声双扬声器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/536243998.html,/
DF-96系列全自动水位控制器工作原理 一、整机工作原理 该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。 1．电源电路AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4 构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。该电压经Rl加到红色发光管LEDI上，将LEDI点亮，表示电源正常。该电压除了为ICI及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。 2．水位信号检测电路该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。其中R2是ICI的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。C2—C5及R4_R6、 R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。 3．输出驱动电路该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl 动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。 二．实际应用分析 下图是该型全自动水位控制器实际应用的四种接法，分别对应单控上水池、单控下水池、缺水保护和上下水池联合控制。 1.单控上水池 此时电D(绿线)、E（黄线）与电极C（黑线）并接置入水池的最低点，与水池底部接触作为水池（水塔）地线（公共电位）；电极A(红线卜一为上水池(水塔)上限液位控制点，水位上升达到A点水位，水与探头接触，水位控制器自动关泵；B隘线卜一为上水池（水塔下限液位控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，水位控制器自动开泵，水池充水。
传感器 【教材分析】： 《6.1 传感器及其工作》是新人教版高中物理选修3-2第六章第一节的教学内容，主要学习一些简单传感器，以介绍为主，课程内容比较简单。 【教学目标】 一、知识与技能： （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用。 二、过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。 三、情感、态度与价值观： （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】：分析并设计传感器的应用电路。 学情分析： 从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。学生对传感器了解较少，教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 【教学方法】：实验、探究、讨论 【教学用具】：干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【课时安排】1课时 【教学过程】 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性 一、引入新课： 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放
全自动洗衣机水位传感器原理与维修（水位控制） 全自动洗衣机水位传感器是一个LC电路，它和电脑板中电路共同组成一LC振荡电路，通过气压的大小来改变电感量，从而改变震荡电路的频率，电脑板中的单片机来检测频率。通过频率的大小来判断水位。 先说洗衣机外桶：有一个气室，水位改变时，改变气室内部的压力大小，这个气室是通过一个塑料管子和水位传感器连接起来的。 再说水位传感器的结构：里面有一个磁环，一个线圈，也就组成了一个LC电路；一个膜片，当气压上升时，会被吹起来，带动线圈在磁环中向上移动，从而改变电感的数值。这个数值会传递给洗衣机的电脑板。电脑板根据数值大小来判断是否已达到预设水位，以便发出指令，控制水阀的通断，控制进水。 全自动洗衣机水位检测开关开路后自动进水不停 洗涤不工作而脱水正常的故障.那么.如何做到上门快速修理. 首先柝下后盖板.观查回水管到水位开关的胶管是否脱落,管内有无水,如洗衣桶水位高达水位开关回水管出口而回水管无水.是回水管堵塞,排通既可,如果有水,自动进水到位 后谥出后电磁闷任不关闭,说明水位开关坏开路和回水管漏气,这时.拆下顶后盖,就能看见水位开关,这时,取下水位开关
上的回水管.用另一管接上.用嘴吹一下.听水位开关是否有呵一声.如有.说明水位开关能工作,在吹气情况下,水位开关两引线头电阻为0欧姆属正常,如电阻大,是水位开关内部锈了,应更换或调试水位开关镙钉.到吹气导通为止.如吹气不响式响后不通调整后不通.需更换.啁试时镙钉反转.向外退出.如轻吹导通,这时就用这只管子接在大桶回水管柱子上.千万不要用原有的回水管,那原因就得从水位开关工作原理说起.但诜涤桶内无水时.回水管内无水,在大气屋中空气就进入回水管,当大桶装入水后.随着水的加入桶内水位上升.进入回水管.迫使回水管内空气被压缩原理,水比空气比重多好多倍.这时水位开关内的水皮受气压力澎涨.接通水位开关,/如用原有回水管.因犬桶装有水,回水管里也有水.无空气,所以.用原有回水管那怕良好的水位开关也是不工作的.要它工作,除非放掉桶内水.从新启动加水.水位开关才工作,本人修个别人没修复的机器就10多台,其原因前者巳修好就是没放掉桶内水重启失败告终.
液位传感器选型应考虑的因素 液位控制的核心在于液位传感器，它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。所以如液位传感器选型是液位控制系统设计的关键。现在的液位传感器型号很多，但其液位检测的基本原理无外乎电极式、UQK/GSK式、光电式、压力式、GKY式等几种。我们先分析其基本原理明白这些传感器使用的特点和局限性。有些固有的缺点，无论怎么做都无法避免。当然传感器的制造工艺和材质也会影响其性能。 一、电极式液位控制传感器 电极式是最早的液位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合。图1.1为电极式在水中控制原理示意图。但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。如果不及时清理，电极就会失去作用，这是电极式液位传感器固有的缺陷。电极式液位传感器的制造非常简单，有人将导线外皮拨开，插到水里就可以做成电极式液位控制器。所以电极式液位控制器造价很低，价格便宜，但使用寿命很短。当然，如果采用不锈钢做电极，硬度较强，分解得就会慢一点。如果表面再处理光滑一些,电镀一下，吸附的杂质就会少一些，使用寿命就会长一点。但是无论怎么做，其品质都不可能超过干簧管。 二、UQK液位控制原理 干簧管将电极触点密封在玻璃管内，接近磁铁，触点就会吸合。所以人们在浮球里放一块磁铁和上、下两个干簧管，通过导线将浮球固定于水池中，如图2.1。这就是UQK的液位控制方式。当水池无水的时候，浮球下垂，磁铁在下限干簧管处，故下限干簧管吸合。当水池有水的时候如图2.2，浮球上翻，磁铁在上限干簧管处，故上限干簧管吸合。将干簧管触点串接交流接触器，就可以控制水泵启动，见图2.3。这种方式依靠水的浮力使浮球上下翻转，上限、下限间的距离依据导线的长度来决定。由于要考虑耐流问题，导线不能太细。同时导线使用一段时间后，变得僵化发硬，翻转很不灵活。于是浮子翻转有时高一点，有时低一点，上下限位置很不准确。于是出现了定位准确的GSK方式。
全自动水塔水位控制器 D10 D7、D8、D9、D10：1N4007型二极管（也可以用1N4148）
1.1总原理图 1.2工作原理 （1）自动控制： 1、当水塔没有水时，水位检测端A,B点均无偏置电压，Q3、Q1截止，Q4经R1偏置导通，继电器J吸合，启动水泵电机抽水，同事抽水指示灯LED亮。由于Q4导通使N点点位变低，Q2变为截止。 2、当水位上升到B点时，虽然此时Q1得到偏置电压，但Q2却是截止的，使Q4仍然保持导通，水泵继续抽水。只有在水位上升到A点时，Q3基极得到偏置电压而导通，Q4因失去基极偏置截止，继电器失电释放，水泵停止抽水。Q4截止时，N点电位上升使Q2由抽水中的截止变为停止抽水时的导通。 3、当水塔水位下降，在水位降离检测端A时，虽然Q3基极失去偏置电压而截止，但因检测端B还有偏置电压使Q1导通，此时Q2也是导通的，故Q4的基极仍为低电平截止，继电器不吸合，水泵不抽水。只有水位降至B 点以下，电路才重复上述工作过程，自动启动水泵抽水。 （2）手动控制 1、常闭按钮开关AN1是手动抽水开关。当水塔水位处于检测A、B点之间并按下AN1时，Q1基极将失去偏置电压而截至，Q4由R1得到偏置导通，继电器J吸合使水泵抽水； 2、常开按钮AN2为手动停止抽水开关。当水位处于检测端A、B点之间，电机处于工作状态时，只要按下AN2，
将人为给Q3基极加上偏置电压使Q3导通，Q4截止，从而使抽水中的水泵停止抽水。 2.控制器各电子元件的作用 a、D5、D6的作用是抵消Q1、Q2导通时的压降使Q4能可靠地截止； b、D8、D7是为12V交流电在负半周提供回路，避免检测电极产生极化； c、Q3和Q1的基极得到的是脉冲偏置C2可将波动输出出展平经Q4控制继电器工作； d、常闭按钮开关AN1是手动抽水开关，常开按钮AN2为手动停止抽水开关； e、J 表示继电器，控制电机的启动和停止； 3.控制器各电子元件的选型 T：电源降压变压器，额定电压：400/230V,为了保证长期通电升温小，要选用质量好的电源变压器 Q1、Q2、Q3：NPN型三极管9014 ；Q4：9013 D1、D2、D3、D4整流桥：1N4007 D5、D6、：12V型稳压二极管(也可以用1N4007或1N4148)； D7、D8、D9、D10：1N4007型二极管（也可以用1N4148） R1 、R4 、R5、R6、R7：10~12k欧姆；R2：1~5 k欧姆；R3：43~56 k欧姆；R8：R9：27~33 k欧姆； C：1000微法/35V；C2：220微法/16V；
液位传感器（静压液位计／液位变送器／液位传感器／水位传感器）是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。 分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、0～5v、0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ .g.H + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，显然, 通过测取压力P ，可以得到液位深度。 功能特点：
量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 三.光敏电 阻 四.金属热电阻和热敏电阻 五.学生利用光敏电阻和热敏电阻自己设计简单的控制电 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感器。请大 家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都使用过，或听说过什 么样的电器中有传感器？ 生讨论并交流：例如，①当冰箱内的温度高于设定值时，制冷 系统自动启动，而当温度低于设定值时，制冷系统又会自动停止。冰箱 的控制，是通过温度传感器实现的。② 楼梯道的电灯，晚上，有人经过楼道时，开关自动接通，灯就亮；白 天，不管是否有人经过，开关都是断开的，灯总是不亮，这种开关用的 就是声光传感器。③为了防止火灾的发 生，在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子，当房间失火时它能感知 出现的烟雾，通过电路发出警报，这个小盒子就是烟雾传感器。④其他 如宾馆洗手间的墙壁上干手机的湿度传感器、电视机里换频道的红外传 感器、电饭锅的温控开关、养鸡场里的孵化器、交警用来测驾驶员是否 酒后开车的酒精气体测试仪、磁悬浮列车里的加速度测试器、电容式话 筒里的电容式传感器、自动洗衣机里的压力传感器等等?可以说， 传感器的广泛使用，丰富了我们的生活，使我们的生活更加方便、安全 和舒适。 师：为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就来看几个实际 的例子。 【演示实验3】比较光敏电阻在不同光照条件下的电阻之不同学生完 成：两人一组，用万用电表（由投影仪投出表盘）的欧姆挡测量一只光 敏电阻的阻值，实验分别在室内自然光的照射下和用手掌遮光时进行。 学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下 电阻值很小。 师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电 学量。 （师）工作原理：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。光敏电 阻是由硫化镉制成的，硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极 少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。 学生自学：半导体的导电机理 师问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？生答：（金 属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情 况下比常温下的电阻大得多） 师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为金属热电阻。如 前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。 （投影电阻R随温度变化的图线） 【演示实验4】热敏电阻随温度的升高电阻减小 学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的阻值。第一 次直接测量，第二次用手心捂住热敏电阻再测量， 让学生列举 师生讨论 科学漫步: 金属铂（白 金） 个特性很明显 1.金属导线； 的这
6.水塔水位控制器 要求：通过对水位下限开关K1和水位上限开关K2的检测，控制抽水电机的运转，实现水塔水位控制在水位上下限之间的目的。 控制功能：利用拨动开关K1和K2模拟水位的上下限检测开关。利用继电器控制绿色LED的亮与灭代表抽水电机的启动与停止。系统首次运行时，由于水塔内没有水，因此K1 和K2均发出低电平，电机运转（表示电机通电的绿色LED点亮）。当水位达到水位下限（K1=1）时，电机继续运转，直到水位上升到水位上限（K2=1，K1=1），电机停止运转（表示电机通电的绿色LED熄灭）。这时，单片机点亮黄色的LED，表示系统处于正常状态。随着水的使用，水位逐渐下降，当水位下降到水位下限（K1=0，K2=0）时，系统启动抽水电机向水塔内加水，直到水位达到水位上限（K2=1,K1=1）。在抽水电机向水塔内加水的过程中，若电机启动60秒水位还未达到水位上限，说明电机出现故障，系统应立即关闭抽水电机，同时使红色LED以0.5秒的间隔进行闪动，表示系统出现故障。当故障排除后，人工搬动拨动开关K3发出一正脉冲，启动系统继续运行。注意：K1和K2状态的采样，采用20mS定时中断来查询。 使用的主要元器件：8031、6MHz的晶振、74LS373、2764、7407、74LS240、发光二极管L1-L3、拨动开关K1-K3、继电器等。 结果的验证：按照功能要求搬动拨动开关K1-K3，模仿实际运行中的情况，查看系统是否按照要求动作。同时分析系统中不完善的地方，提出改进建议。 二、课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C 电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求：