利用压力传感器实现液位控制系统的设计课程设计报告1
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摘要本文主要设计了一种液位控制器,它以8051作为控制器,通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法,实现具有液位检测报警和控制双重功能,并对液位值进行显示。
本系统是基于单片机的液位控制,在设计中主要有水位检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现液位控制。
主要用水位传感器检测水位,用六个控制按键来实现按健控制,用三位7段LED显示器来完成显示部分,用变频器来控制循环泵的转速,并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。
把这些信号与单片机中内部设定的值相比,以判断单片机是否需要进行相应的操作,即是否需要开启补水泵或排水泵,来实现对液面的控制,从而实现单片机自动控制液面的目的。
本设计用单片机控制,易于实现液位的控制,而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点.关键词: 8051单片机; 模数转换;水位控制; 自动控制目录1 前言 (3)1.1课题背景 (3)1。
2国内外研究的现状 (3)1.3使用单片机实现水体液位控制的优点 (4)2 系统硬件设计 (6)2。
1核心芯片8051单片机 (6)2.2液位传感器设计 (9)2.4ADC0809A/D转换器 (13)2.5键盘及显示接口 (16)2。
6自动报警电路 (17)下列二种情况发生系统报警。
(18)1)当水位达到上限极限水位时报警,水位到达上限极限水位时系统发出报警; (18)2)当水位达到下限极限水位时报警,水位到达下限极限水位时系统发出报警 (18)3 系统软件的设计 (19)3。
1软件设计流程图 (19)致谢 (23)1 前言1。
1 课题背景液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统,它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。
在工业生产过程中,有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制,使之高精度地保持在给定的数值,如在建材行业中,玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。
南华大学过程控制仪表课程设计设计题目PLC控制的蓄水池液位系统学生姓名吴港南专业班级自动化1002班学号***********指导老师刘冲目录1.设计的目的和意义 (2)1.1设计目的 (3)1.2设计意义 (3)2.控制系统工艺流程及控制要求 (4)2.1基本任务 (4)2.2基求控制要求 (4)2.3给定条件 (4)2.4主要性能指标 (4)2.5工艺流程图 (5)3.总体设计方案 (6)3.1控制方法选择 (7)3.1.1控制方法选择 (7)3.1.2系统组成 (7)3.2系统组成 (8)4.软硬件设计 (8)4.1建模过程 (8)4.2硬件开发及系统配置 (10)4.2.1PLC系统—CPU、模/数转换模块、数/模转换模块 (10)4.2.1回路表 (10)4.2.2PID指令 (11)4.2.3程序流程图 (12)4.2.4程序 (14)5.课程设计实验 (18)6.遇到的问题及解决方法 (18)7.收获和体会 (19)参考文献 (19)·第1章设计的目的及意义1.1设计目的对蓄水池液位/压力控制系统。
这是一个单回路反馈控制系统,控制的任务是使水箱的液位/压力等于给定值,减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。
用液位/压力参数为被控对象。
交流电动机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供水,调节阀2使之同时向外排水,令入水的速度大于出水的速度,达到被控参数(液位/压力)的动态调整。
1.2设计意义在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。
因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数,特别是在动态的状态下,采用适合的方法对液位进行检测、控制,能收到很好的效果。
可编程控制器(PLC)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的,主要用来代替继电器实现逻辑控制。
液体混合装置控制系统plc课程设计液体混合装置控制系统PLC课程设计引言:液体混合装置是工业生产中常见的设备,通过控制系统的设计,可以实现液体的精确配比和混合。
本文将介绍液体混合装置控制系统PLC课程设计的相关内容。
液体混合装置控制系统的设计旨在实现液体的准确配比和混合,提高生产效率和产品质量。
一、设计目标液体混合装置控制系统的设计目标是实现液体的精确配比和混合,确保产品的质量稳定和生产效率的提高。
具体包括以下几个方面:1. 实现液体的精确配比,保证混合比例准确无误;2. 控制液体流量和压力,确保液体供应的稳定;3. 控制液体温度,适应不同的生产需求;4. 监测液体混合过程中的参数,实时调整控制策略,确保混合效果。
二、系统架构液体混合装置控制系统采用PLC作为控制核心,通过传感器和执行器与液体混合装置进行信息交互。
系统架构主要包括以下几个模块:1. 传感器模块:用于采集液体流量、压力和温度等信息,将采集到的数据传输给PLC;2. PLC控制模块:接收传感器模块传输的数据并进行处理,根据设定的控制策略生成控制信号;3. 执行器模块:根据PLC生成的控制信号,控制液体的供给和混合过程;4. 人机界面模块:提供对液体混合装置控制系统的监控和操作界面,方便操作员进行参数设定和实时监测。
三、系统设计1. 传感器选择:根据不同的控制需求选择合适的传感器,如流量传感器、压力传感器和温度传感器等,确保采集到的数据准确可靠。
2. PLC编程:根据设计目标和控制策略,编写PLC程序,实现液体的精确配比和混合控制。
程序应包括液体流量、压力和温度的控制算法,以及实时监测和报警机制。
3. 执行器控制:根据PLC生成的控制信号,控制液体的供给和混合过程。
可采用电磁阀、变频器等执行器设备,确保液体供给的准确性和稳定性。
4. 人机界面设计:设计人机界面,提供参数设定、实时监测和报警信息等功能。
界面应简洁明了,操作方便,能够满足操作员的需求。
传感器课设报告在当今社会,传感器技术已经成为了现代科技发展的重要组成部分。
传感器的应用范围非常广泛,从工业生产到日常生活中都有着重要的作用。
因此,对传感器技术进行深入的研究和学习是非常有意义的。
在传感器课设报告中,我们将着重介绍以下几个方面:传感器的基本原理、传感器的应用以及传感器在未来的发展趋势。
首先,我们将介绍传感器的基本原理。
传感器是一种能够将非电信号转换为电信号的装置。
传感器的基本原理就是利用某种物理效应或化学效应来检测被测量的物理量,并将其转换为电信号。
不同类型的传感器有着不同的工作原理,比如压力传感器是根据力的大小来检测压力的变化,光敏传感器则是利用光电效应来检测光照强度的变化。
其次,我们将介绍传感器的应用。
传感器的应用非常广泛,包括但不限于工业控制、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。
例如,温度传感器可以用于监测工业生产中的温度变化,光敏传感器可以用于智能家居系统中的光照控制。
传感器的应用不仅提高了生产效率,也为人们的生活带来了极大的便利。
最后,我们将介绍传感器在未来的发展趋势。
随着科技的不断进步,传感器技术也在不断发展。
未来,传感器将更加智能化、多功能化和微型化。
同时,传感器与人工智能、大数据等新兴科技的结合也将给传感器技术带来新的发展机遇。
我们期待着未来传感器技术的进一步突破和创新。
通过这次传感器课设报告,我们对传感器技术有了更深入的了解。
传感器技术的发展不仅对科技行业有着重要的意义,也为人们的生活带来了更多的便利。
我们相信,随着传感器技术的不断发展,它将在更多领域发挥作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
基于PLC的液位控制系统设计液位控制系统是一种自动控制系统,用于控制液体在容器中的液位。
PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用于液位控制系统中,因为它具有可编程性、易于安装和维护以及可靠性高的特点。
在本文中,我们将基于PLC设计一个液位控制系统。
首先,我们需要选择适合的PLC设备。
根据液位控制系统的规模和需求,我们可以选择不同型号和品牌的PLC,例如西门子、施耐德等。
一个PLC系统通常包括CPU、输入和输出模块、通信模块等组成部分。
根据液位控制系统的需求,我们可以选择适当的输入和输出模块来连接传感器和执行器。
接下来,我们将设计液位传感器和执行器的布置。
液位传感器用于检测液位的高度,并将信号传输给PLC系统。
常用的液位传感器包括浮球传感器、压力传感器等。
根据液位控制系统的需求,我们可以将传感器布置在不同的位置和高度。
执行器用于控制液位,例如开关泵来增加液位或者打开泄水阀来降低液位。
然后,我们需要设计PLC的逻辑控制程序。
PLC的逻辑控制程序决定了液位控制系统的工作方式。
我们可以使用PLC编程语言(如ladder diagram)来编写逻辑控制程序。
在程序中,我们可以定义液位的上下限,并根据实际液位与设定值之间的偏差来控制执行器的开关状态。
例如,当液位低于设定值时,PLC会启动泵来增加液位;当液位高于设定值时,PLC会打开泄水阀来降低液位。
最后,我们需要测试和调试液位控制系统。
在测试过程中,我们可以使用仿真工具来模拟真实情况,并验证PLC的逻辑控制程序是否正确。
如果发现问题,我们可以对逻辑控制程序进行修改或优化。
一旦测试通过,我们就可以将液位控制系统部署到实际环境中,并进行调试。
在调试过程中,我们需要确保PLC系统能够稳定地控制液位,并及时响应外部输入和输出信号。
总结起来,基于PLC的液位控制系统设计包括选择PLC设备、设计液位传感器和执行器布置、编写逻辑控制程序以及测试和调试系统等步骤。
通过合理设计和调试,PLC可以有效地控制液位,提高系统的自动化程度和稳定性。
水位计方案1. 概述水位计是一种用于测量液体水位高低的设备,广泛应用于水利工程、环境监测、生产制造等领域。
本文将介绍一种基于压力传感器的水位计方案,包括原理、设计要点以及应用场景等内容。
2. 原理水位计的测量原理一般采用压力传感器测量液体所施加的压力,通过转换成相应的电信号来表示液位高度。
具体原理如下:1.液体静压力:液体在垂直方向上受到的压力与液体高度成正比。
因此,通过测量液体施加在压力传感器上的静压力,可以推算出液位高度。
2.压力传感器:压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号的设备。
常见的压力传感器类型包括压阻式、电容式、电感式等。
在水位计中,一般采用压阻式传感器。
3.信号处理:压阻式传感器输出的电阻值与液体的静压力成正比。
通过将电阻值转换为相应的电压或电流信号,并进行放大和滤波等处理,可以得到精确的液位高度测量结果。
3. 设计要点设计一种可靠的水位计方案需要考虑以下要点:3.1 压力传感器选择选择合适的压力传感器是确保水位计精度和可靠性的关键。
在选择压力传感器时,需要考虑以下因素:•测量范围:根据实际应用需求选择合适的测量范围,保证传感器能够覆盖所有可能的液位变化范围。
•精度:传感器的精度决定了测量结果的准确性,要根据实际需求选择合适的精度等级。
•耐压性能:考虑液体压力范围、冲击压力等因素,选择具有足够耐压性能的传感器。
3.2 电路设计水位计的电路设计包括信号调理、放大、滤波和输出等环节。
关键考虑因素包括:•信号调理:将压力传感器输出的电阻值转换为相应的电压或电流信号。
•放大:对信号进行放大,提高测量精度和灵敏度。
•滤波:采用低通滤波器等方法,降低噪声干扰,提高信号质量。
•输出:将处理后的信号转换为标准信号输出,如电压、电流等。
3.3 系统校准在使用水位计之前,需要对系统进行校准,以确保测量结果的准确性。
校准方法一般包括对应不同液位高度的压力值进行测量,并记录对应的传感器输出值。
根据测量值和实际液位高度建立校准曲线,以便后续测量结果的精确推算。
1 引言1.1 探讨背景在社会经济飞速发展的今日,水在人们生活和生产中起着越来越重要的作用。
一旦断水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成重大的生产事故及损失。
因此,对水位的自动检测及限制的探讨,有着极其重要的地位。
任何时候都能供应足够的水量,平稳的水压,合格的水质,是对供水系统的基本要求。
就目前而言,多数工业生活供水系统,都接受水塔,层顶水箱等基本储水设备,由一级二级水泵从地下市政水管补给,因此如何建立一个牢靠平安又利于维护的给水系统是值得我们探讨的课题。
现今社会,自动扮装置无所不在,在限制技术需求的推动下,限制理论本身也取得了显著的进步。
水塔水位的监测和限制,再也不须要人工进行操作。
实践证明,自动化操作,具有不行替代的应用价值。
在工农业生产以及日常生活应用中,常常会须要对容器中的液位(水位)进行自动限制。
比如自动限制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量,生活中抽水马桶的自动补水限制、自动电热水器、电开水机的自动进水限制等。
虽然各种水位限制的技术要求不同,精度不同,但基本的限制原理都可以归纳为一般的反馈限制方式,就是利用传感器对于信号的供应通过单片机对数码显示、电机限制、报警限制部分的限制[1]。
本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手,主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动限制、具有自动爱惜、自动声光报警功能的限制系统。
本限制系统由A/D转换部分、单片机限制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机限制部分等构成。
这是个简洁而灵敏的监测报警电路,操作简洁,接通电源即可工作。
因为大部分电路接受数字电路,所以本水位监测报警器还具有耗能低、精确性高的特点。
该系统设计新颖、简易,灵敏度高,工作稳定,能够自动检测和显示当前水位、凹凸水位报警等功能水位自动限制电路是通过水位传感器将水位高度转换为0~10V的直流电压,再经过A/D转换后,将转换所得的数字量送入单片机进行处理来达到对水位进行自动限制的目的。
基于传感器的压力液位检测系统设计简介本文档旨在介绍一种基于传感器的压力液位检测系统的设计。
设计目标该系统的设计目标包括但不限于以下几点:- 实时监测液体的压力和液位;- 提供可靠的数据,以便用户能够准确了解液体的状态;- 高度精度和稳定性;- 易于安装和使用。
系统组成该压力液位检测系统主要由以下几个组件组成:1. 压力传感器:用于测量液体的压力,并将其转化为电信号;2. 液位传感器:用于测量液体的液位,并将其转化为电信号;3. 控制器:接收传感器转化的电信号,并进行处理和分析,以得出液体的压力和液位数据;4. 显示屏:用于显示液体的压力和液位数据,使用户能够直观地了解液体的状态;5. 电源供应:提供系统所需的电力。
工作原理该系统的工作原理如下:1. 压力传感器通过测量液体对其施加的压力,将其转化为相应的电信号;2. 液位传感器通过测量液体的液位高度,将其转化为相应的电信号;3. 控制器接收传感器传来的电信号,并根据预设的算法对其进行处理和分析,从而得出液体的压力和液位数据;4. 显示屏将处理后的数据展示给用户,使其能够直观地了解液体的状态。
实施步骤下面是设计该系统的一般实施步骤:1. 进行需求分析,明确系统的设计目标;2. 选择合适的压力传感器和液位传感器,确保其满足系统要求;3. 设计并实现传感器与控制器之间的连接和数据传输;4. 开发控制器的算法和逻辑,确保准确地计算出液体的压力和液位数据;5. 连接显示屏和控制器,并确保其正常工作;6. 进行系统测试和调试,确保其稳定性和精确性;7. 完成系统的安装和部署,并提供使用说明。
总结基于传感器的压力液位检测系统设计是一个复杂而具有挑战性的任务,但通过合理的规划和实施,我们可以实现高精度和可靠的液体状态监测。
该系统的设计目标、组成和工作原理在本文档中得到了详细阐述,并提供了一般的实施步骤。
希望本文档能为设计和开发基于传感器的压力液位检测系统提供一定的指导和帮助。
目录一、前言 (4)(一)概述 (4)(二)发展前景 (4)(三)设计思想 (4)二、液位控制系统分析 (5)(一)液位控制系统的工作原理 (5)(二)液位控制的实现方式 (5)1、简单的机械式控制方式 (5)2、复杂控制系统控制方式 (5)3、方案选择 (6)三、液位控制系统的设计 (6)(一)硬件设计 (6)1、传感器的选用 (6)2、放大器的选用 (7)3、比较器的选用 (8)4、三极管电子开关 (9)5、继电器的选择 (10)6、输出显示部分 (10)(二)调试过程 (10)1、液位控制系统模型框图 (11)2、调试 (11)五、遇到的问题分析 (11)六、总结 (12)参考文献 (12)液位控制系统设计一、前言传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器。
液位控制在多个领域都有使用,所以实现其自动化检测具有非常重要的意义。
通过压力传感器实现液位控制系统,具有体积小,实际应用系统简单实用,成本低,效益好;具有较高的性能价格比;系统不易受到干扰,可靠性高等优势。
(一)概述在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。
除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。
在该液位控制系统的设计方案中,所使用的传感器为六角测压测重传感器,将水重量产生的压强转化为电压值输出,通过对电压大小的控制,从而实现传感器在液位控制中的功能。
(二)发展前景由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。
压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。
国外液位控制系统的发展已相当成熟,我们国内也在朝着这方面努力,而且好多企业与国际接轨,有了不菲的成绩。
比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。
总的来说,发展方向有:(1)高速化,高效化,低能耗。
提高液位控制系统的工作效率,降低生产成本。
(2)机电液一体化。
充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。
(3)自动化、智能化。
微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了充分的条件。
智能化不仅仅体现的在液位控制,应能够实现对系统的自动诊断和调整,具有与液面不接触的特点。
(三)设计思想该课程设计是通过相关硬件组合调试实现对液位高度的控制,通过一系列的放大比较将模拟信号转化为数字化的信号,然后通过对数字信号的各种处理实现类比,将液位高度的变化通过数字信号的不同反映出来,显示结果,实现对液位高度的实时监控。
通过在水箱底部安装压电传感器,水箱水位高度发生变化时,引起水压强产生波动,然后传感器把水压转换成电压信号,经放大器放大后输送到电压比较器。
经比较后的输出电压有高低两种电平,若为低电平则表明水位正常,高电平时启动接在后面的三极管电子开关,集电极继电器导通,电流流经发光二极管,从而实现水位的显示控制。
二、液位控制系统分析(一)液位控制系统的工作原理设计的组成:水位检测、水位控制、显示部分。
液位控制是基于自动控制的智能化系统,其主要组成部分包括:压电传感器,放大器,比较器,三极管电子开关,继电器等。
其工作原理是:通过压电传感器将液体压力转换为电压信号进行输出,由于传感器转化灵敏度比较低,输出电压达不到比较要求,需加前置放大器,经放大后的信号与设定的参考电压一起输入比较器,通过对比较器输出电压的判断决定三极管是否导通,导通后的三极管集电极输出放大后的电流,流入继电器,当电流产生的磁场足够强时,可使继电器常开端闭合,显示灯亮,从而达到液位控制的目的。
(二)液位控制的实现方式对于液位进行控制的方式有很多,而应用较多的主要有2种,一种是简单的机械式控制装置控制,一种是复杂的控制系统控制方式。
两种方式的实现如下:1、简单的机械式控制方式这种控制方式是通过在水桶的底部安装压电传感器,将液体压力转换为电压信号进行输出,由于传感器转化灵敏度比较低,输出电压达不到比较要求,需加前置放大器,经放大后的信号与设定的参考电压一起输入比较器,通过对比较器输出电压的判断决定三极管是否导通,导通后的三极管集电极输出放大后的电流,流入继电器,当电流产生的磁场足够强时,可使继电器常开端闭合,显示灯亮,从而达到液位控制的目的。
2、复杂控制系统控制方式这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器,把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号,经过前置放大、多路切换、AD变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定参量的比较,进行PID运算,得出调节参量;经由DA变换给调压变频调速装置输入给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速,以达到控制水箱液位的目的。
工作过程如下:水箱(水塔)液位发生变化时,引起连接在水箱(水塔)底部的软管管内的空气气压变化,气压传感器在接收到软管内的空气气压信号后,即把变化量转化成电压信号;该信号经过运算放大电路放大后变成幅度为0~5 V标准信号,送入AD转换器,AD 转换器把模拟信号变成数字信号量,由单片机进行实时数据采集,并进行处理,根据设定要求控制输出,同时数码管显示液位高度。
通过键盘设置液位高、低和限定值以及强制报警值。
该系统控制系统特点是直观地显示水位高度,可任意控制水位高度。
3、方案选择三、液位控制系统的设计1、传感器的选用传感器可使用SY一9411L—D型变送器,它内部含有1个压力传感器和相应的放大电路。
压力传感器是美国SM公司生产的555—2型OEM压阻式压力传感器,其有全温度补偿及标定(O~70℃),传感器经过特殊加工处理,用坚固的耐高温塑料外壳封装。
其引脚分布如图3所示。
1脚为信号输出(一);2脚为信号输出(一);3脚为激励电压;4脚为地;5脚为信号输出(+);6脚为信号输出(+)。
图3 SY-9411L-D型变送器引脚结构图在水箱底部安装1根直径为5mm的软管,一端安装在水箱底部;另一端与传感器连接。
水箱水位高度发生变化时,引起软管内气压变化,然后传感器把气压转换成电压信号,输送到放大器。
另一种传感器是:MPX5700A压力传感器测量范围:0 to 700kPa输出:0.2 to 4.7V OUTPUT温度补偿范围:0-85°C测量方式:表压差压绝压工作特性参数参数符号最小典型最大单位压力范围Pop 0 700 KPa供电电压Vs 4.75 5.0 5.25 Vdc供电电流l07.0 10 mAdc4.388 4.5 4.613 V满量程输出 (0-85℃)VFSS零位电压偏差 (0-85℃) Voff 0.088 0.2 0.313 V 灵敏度△V/△P 6.4 mV/KPa 精度 (0-85℃)±2.5%V FSS 响应时间(1O%~90%) tR 1.0 ms0.1 mA稳定度l0+基于实用性及节约的考虑,我们决定使用第二种传感器。
此传感器的灵敏度为6.4mv/kPa,而根据课程设计要求,水位高度最大值为2M,即最大电压输出值为128mv,并可知道,此传感器满足精度0.1m的要求。
2、放大器的选用由于传感器的输出值只有128mv,太小,不能直接输入比较器进行比较,所以需加前置放大器,电压的放大可通过三极管或运算放大器实现,在设计伊始的时候,大家的想法是通过三极管进行放大,因为三极管型号比较多,既经济又可以挑选,而且接线方式比较简单,但是由于三极管的放大倍数需公式计算,且放大倍数的理论计算值同实际工作中的放大倍数误差较大,最终放弃了三极管,选择通用型低功耗集成四运放LM324,对电压值进行放大。
LM324的芯片引脚图如下:LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。
可工作在单电源下,电压范围是3.0V-32V或+16V.LM324内含4个独立的高增益、频率补偿的运算放大器,既可接单电源使用 (3~30 V),也可接双电源使用(±1.5~±15 V),驱动功耗低,可与TTL逻辑电路相容。
3、比较器的选用右图表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线,称为传输特性。
电路图 (b)传输特性当ui<UR时,运放输出高电平,稳压管Dz反向稳压工作。
输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ,即 uO=UZ当ui>UR时,运放输出低电平,DZ正向导通,输出电压等于稳压管的正向压降UD,即 uo=-UD因此,以UR为界,当输入电压ui变化时,输出端反映出两种状态,高电位和低电位。
LM339类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端,用“+”表示,另一个称为反相输入端,用“-”表示。
用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择LM339输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压。
当“+”端电压高于“-”端时,输出管截止,相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时,输出管饱和,相当于输出端接低电位。
两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态,因此,把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管,在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选3-15K)。
选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。
因为当输出晶体三极管截止时,它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
另外,各比较器的输出端允许连接在一起使用。
4、三极管电子开关VT基极限流电阻器R确定:其计算的方法很简单,把三极管C、E极间看成短路,求解集电极电流Ic,然后IB—rc/p,在计算In的限流电阻时,以(3~5)倍I。
的值代人计算,以使得三极管能工作在充分饱和状态。
由于应用于开关电路,对三极管的p值要求就不严格.根据三极管的电流分配作用,在基极输入一个较弱的电流IB,就可以控制集电极电流Ic有较强的变化。
在调试电路时,接通电源,继电器应能在电压满足时工作,测量VT集电极、发射极之间电压UCE≤0.35 V,说明三极管已饱和导通,三极管开关电路工作正常,否则会使VT过热而损坏。
5、继电器的选择在没有给线圈通电前用万用表测试一下导通,有三个脚是通的,不通的一个脚就是常开脚,给线圈通5VDC的电压,再测剩下的两个脚不通的脚就是常闭脚,剩下的两个脚就是公共点,两脚之间是导通的。
.6、输出显示部分方案一:液晶显示器。
如果选择此方案,将会降低系统的功耗,这样就可以用电池供电,便于携带。