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河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：水位控制器题目：水位控制器一、设计任务与要求(1)任务：设计一种可自动控制水面高度的水位控制器。
(2)水位控制器性能要求：工作温度范围：-40℃～+50℃。
连续工作时间：可24小时连续工作。
水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。
具有自动启动水泵抽水的功能。
二、方案设计与论证2.1 簧管触发双稳态水位控制器簧管触发双稳态电路来控制水泵，干簧管A用于低水位检测，千簧管B用于高水位检测。
刚接通电源时，只要水位不在最高位置，电路即会处于V2饱和导通、V3截止的状态，继电器K吸合，其常开触头接通水泵电动机的工作电源，水泵开始抽水。
当水箱内水位上升至最高水位时，水上的浮体 (内有磁铁)靠近干簧管B，在磁场的作用下，干簧管A内部的常开触头接通，使V4导通，V3和V2截止，K释放，水泵停止抽水。
当水位降至低水位时，干簧管A的常开触头在浮体内磁铁的磁场作用下接通，使Vl导通，V2饱和导通，V3截止，K吸合，水泵又开始抽水。
如此周而复始，使水箱内水位始终在高水位与低水位之间升降变化。
2.2三相水位控制器三相水位控制器原理如图2接通刀开关Q，按动S2后，KM通电吸合，其常开触头吸合水泵电动机通电工作。
与此同时，相线L2与零线N之间的220V交流电压经Cl降压、VDl和VD2整流、VS稳压及C2滤波后，产生9V直流电压。
该电压一路直接加至IC的l脚 (输入端);另一路经R2和电极a、b之间水的电阻加至IC1的5脚 (控制端)，使IC内部的电子开关接通，其2脚的输出电压经R4将VLC内部的发光二极管点亮，VLC内部的光敏晶体管导通，其发射极输出的高电平通过V加至VT的门极，使VT受触发而导通，中间继电器KA通电吸合，其常开触点接通，使KM在S2松开复位后仍锁定为吸合状态。
水被抽干后，电极a,b之间的阻值增大，使IC的5脚变为低电平，其内部的电子开关断开，VLC 和VT截止，KA和KM断电释放，水泵电动机M停止工作。
郑州轻工业学院课程设计说明书题目：水位检测电路设计姓名：院（系）：专业班级：学号：指导教师：成绩：时间：2013年06 月03 日至2013 年06 月17 日郑州轻工业学院课程设计任务书题目：水位检测电路设计专业班级：电子科学与技术10-1班姓名：学号：主要内容、基本要求、主要参考资料等：报警电路在人们的生产生活中有着重要作用。
水位检测是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。
本设计主要实现以下功能。
1.利用LED指示灯显示水位（最低水位、1/4、1/2、3/4、最高水位）。
2.达到最高水位时，自动报警。
参考文献：[1] 张毅.自动检测技术及仪表控制系统. 北京: 化学工业出社,2004.11[2] 金伟. 现代检测技术. 北京: 北京邮电大学出版社, 2006.2[3] 王兆安. 电力电子技术.北京: 机械工业出版社, 2006.5完成期限：2013.06.03-2013.06.17_指导教师签名：张晓冬课程负责人签名：杨坤2013年06月01日目录1概述 (2)1.1检测技术 (2)1.2水位检测技术的应用与发展 (2)1.3水位检测系统设计的意义 (3)2系统方案设计 (3)2.1设计方案 (3)2.1.1硬件电路图 (3)2.1.2硬件设计原理 (4)2.2整流电路的设计 (4)3元器件的介绍与参数计算 (5)3.1发光二极管 (5)3.2电阻 (7)3.3三极管 (7)3.4蜂鸣报警器 (7)3.5整流二极管 (8)3.6变压器 (8)4 硬件焊接 (9)5 AltiumDesigner电路设计 (12)6结论 (13)参考文献 (14)附录元器件清单 (15)水位检测电路设计1概述1.1检测技术检测技术是自动化学科的重要组成部分之一，是以现代自动化系统中的应用为主要目的，围绕参数检测和测量信号分析等信息，获取处理技术进行研究与开发的一门综合性技术。
为了监督和控制某个生产过程或运动对象的状态，掌握其发展规律，使他们处于所选工况的最佳状态，就必须掌握描述他们特性的各种参数，这就首先要求检测这些参数的大小、变化趋势、变化速度等等。
水位控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解水位控制电路的基本原理和组成部分；2. 掌握水位传感器的工作原理和种类；3. 学会分析水位控制电路的电路图，并理解各部分功能；4. 了解水位控制电路在实际应用中的重要性。
技能目标：1. 能够正确绘制水位控制电路的电路图；2. 能够运用所学知识，设计简单的水位控制电路；3. 能够运用实验设备进行水位控制电路的搭建和调试；4. 能够解决水位控制电路中的一般故障。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情；2. 增强学生的团队合作意识和责任感；3. 提高学生面对实际问题的分析能力和解决问题的能力；4. 培养学生关注环境保护和资源利用的意识。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，以理论为基础，实践为核心，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生已具备基本的电路知识，具有一定的动手能力和探究精神。
教学要求：结合理论教学，强化实践操作，鼓励学生主动探究，培养学生的创新思维和实际操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中。
二、教学内容1. 理论知识：- 水位控制电路的基本原理；- 水位传感器的种类、工作原理及应用；- 水位控制电路的电路图分析；- 水位控制电路在实际应用中的案例分析。
2. 实践操作：- 水位控制电路的电路图绘制；- 水位控制电路的搭建与调试；- 故障分析与排除；- 设计并实现一个简单的水位控制电路。
教学大纲安排：第一课时：水位控制电路基本原理学习，介绍水位传感器；第二课时：分析水位控制电路的电路图，学习电路各部分功能；第三课时：实践操作，绘制水位控制电路图；第四课时：搭建与调试水位控制电路，进行故障分析与排除；第五课时：设计并实现一个简单的水位控制电路，展示成果。
教材章节关联：本教学内容与教材中“自动控制系统”章节相关，涉及第三章“传感器及其应用”和第四章“自动控制电路分析与设计”。
教学内容进度安排：1. 前两课时，完成理论知识的学习；2. 中间两课时，进行实践操作，培养学生的动手能力；3. 最后一课时，巩固所学知识，提高学生的综合运用能力。
电工学课程设计水池水位控制电路题目水池水位控制电路班级学号姓名指导付老师时间 2010年6月24日景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师付老师设计课题:查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务:设1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述;计2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、任元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等; 务3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、与学号、姓名等信息;要4、对整体电路原理进行完整功能描述;求 5、列出标准的元件清单;1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书;设2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;计3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与步其他部分电路的关系等等说明;骤 4、列出标准的元件清单;5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
设计说明书字数不得少于3000字。
[,]袁福全; 自动真空水位控制电路的设计 [J];电工技术杂志; 2002年12期; 64-66 参[2] 陈新昌,王万章,李祥付. 单片机在水位控制中的应用[J]. 中国科技信息, 2006, (24) . 考[3] 张元富,徐文长,王艳萍,李艳萍,江楠. 水位控制系统方案研究与实现[J]. 工业控制计文算机, 2004, (01) 献目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2、抽水机及其报警控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .53、水位指示器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 4、报警控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 5、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 6、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 7、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 8、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .10 9、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 111. 总体方案与原理说明水池水位控制电路设计设计一个水池水位控制电路，基本要求如下:1、设计一个水位检测传感器，可以监测水池水位的状态;2、根据水池水位状态，按以下要求控制进水电磁阀和抽水电机的开启与关闭:、控制对象:抽水机M，电阀闸F; 34、控制目的:对水池实行自动控制，使水池内的水位控制在一定范围内;5、控制方法:根据水位指示电路，通过控制电路控制抽水机M，电阀闸F;, 一般情况下水位控制在B位和C位之间;, 超出A位和低于D位报警;, 低于D位抽水机M(向外抽水)必须停止;, 高于A位必须关闭进水控制电磁阀F。
课程设计2010年7月31日课程设计任务书课程低频数字电子线路课程设计题目水位控制器的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1cm。
实现对水位的实时监测和LED数字显示。
测量水位信号为模拟量。
基本要求：1.画出水位控制器的结构框图。
2.画出系统原理电路图。
3.对电路进行仿真实验。
4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。
主要参考资料：[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.完成期限2010年7月31日指导教师专业负责人2010 年7 月22 日一、任务技术指标1、将测量水位的模拟信号整形后输入；2、使水位稳固在一点上，误差为±1cm，对水位实行实时监测；3、通过LED数字显示当前水位及抽水、排水状况；4、用MULTISIM进行仿真实验。
二、总体设计思想1.基本原理（1）根据水的弱导电性,当水位低于-1cm时，输入信号u1，u5为低电平,经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为高电平。
v1为高电平，则继电器J1吸合，抽水机M1工作，进行抽水，此时 D1发光。
v2 经反相器后变为低电平，所以J2断开，抽水机M2不工作。
（2）当水位高于+1cm时，输入信号u1、u5为高电平，经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为低电平。
v2经反向器后变为高电平，此时，继电器J2耦合，抽水机M2工作，进行排水，此时由于编码器的优先选择性D5发光。
由于v1为低电平，所以J1断开，抽水机M1不工作。
（3）当水位处于要求的范围内时，输入信号u1为高电平，u5为低电平。
水位计电子技术课程设计报告书摘要本设计是采用集成运放（LM324）、四组2输入端与非门（74LS00）、优先权编码器（74LS148）和译码器（74LS48）为核心，实现水位自动控制。
系统水位分隔6个水位段，当水位下降到最低位时系统发出信号执行抽水，而当水位上升到最高位时系统发出信号执行停止抽水的功能。
采用12V直流控制抽水机和5V直流电源以驱动各个部分电路正常运行。
关键字：6个水位段水位自动控制目录摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I 一、课题的设计指标和任务安排（绪论）（一）水位计设计任务及要求. . . . . . . . . . . . . . . . . .（4）（二）任务安排和工作进程 (4)二、水位系统框架图三、各单元电路设计、参数计算、元器件选择（一）集成电路LM324的功能. . . . . . . . . . . . . . . . .（6）（二）发光二极管显示电路的设计. . . . . . . . . . . . . .（7）（三）数码管显示电路的设计. . . . . . . . . . . . . .. . . . . .(8) （四）抽水系统电路的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（9）（五）水位控制电路的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（11）（六）稳压的结构模块及稳压电源的设计. . . . . . . . .(11) 四、元器件的测试致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III 心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIII一. 课题的设计指标和任务安排：（一）水位计设计任务及要求：（1）能有水位光显功能，分别有6个水位段光显。
水位传感器自动测试系统的设计1 水位传感器的工作原理：水位传感器原理图如图1所示，主要利用电容传感器原理，其电容极板间的距离变化引起电容值的变化而达到水位测试的目的。
极板下边所连空心小球所受浮力的大小与极板的所受重力应满足应满足的条件如公式①，极板间的距离x代表着水位的高低，x与电容值应满足的公式如式②。
图1测试简易图m g≤ρgv ①C=ε A/x ②2测试方案：测试方案流程图如图3所示：由此流程图可以知道是利用电容传感器变化的电容值和高频震荡器电容并联，改变了频率，再由鉴频把它转化成电压信号，在进行放大输出，输出后的电压波形图如图3：图⑴，调频震荡：调频调制原理设载波y（t）=Acos（ω0t），这里角频率ω0为常量。
如果振幅A为常数。
让载波瞬时角频率ω（t）随调制信号x（t）做线性变化，则有：ω（t）=ω0+kx（t）=dθ（t）/dt式中的k为比例因子。
于是调频信号的总相角可以表示为：Θ（t）=∫ω（t）dt=ω0t+k∫x（t）dt+θ0频率调制一般用振荡电路来实现，如图4所示LC振荡电路，变容二极管调制器（电容传感器），组成的电路。
LC振荡电路该电路常用于电容，涡流，电感等传感器作测量电路。
将电容或电感作为调谐参数，则电路的震荡频率为：f0=1/2π√LC0 ③若电容C0的变化量为▲C，则上式变为：f=1/2π√LC0(1+▲C/C0)=f0/√1+▲C/C0 ④将上式按泰勒级数展开并忽略高阶项，得f≈f0(1-▲C/2C0)=f0-▲f ⑤式中：▲f=f0▲C/2C0 ⑥将式①代入式⑥可以得到：▲f= f0εxA/2 C0 ⑦有以上分析可以知道LC振荡电路的振荡频率f与调谐参数呈线性变化关系，亦即振荡频率受控于被测物理量（这里指C0）。
这种被测物理量转化为振荡频率的过程称为直接调频测量。
图4⑵鉴频电路：对调频波的解调也称为鉴频，鉴频的原理是将调频信号频率的变化相应的复原为原来电压幅值的变化。
水位实时检测制作电路原理图最近看到一个小制作，感觉挺有创意的，可能大家在接触电子之前如果想制作一个水位报警器是不是感觉很有难度，但是随着对电路的学习，还有对一些元件的认识，感觉用一个很简单的电路就实现了一个很有意思的小制作，今天给大家说的这个水位传感器或者说报警器感觉就挺好玩的。
下图这个就是这个小制作的原理图，其实这个电路主要用到了三极管的开关特性，四个三极管2N2222，如果在最左面的那根线与A、B、C、D这四根线分开，这四个三极管并不能导通，所以在电路上的LED灯也不能够点亮。
2N2222A-2N2222三极管参数参数管脚838电子符号2N22222N2222A 单位30 40 V集电极-发射极电压VCEO60 75 V集电极-基极电压VCBO发射极-基极电压V5 6 VEBO集电极电流-连续Ic 600 mA器件耗散@ TA = 25℃PD 625 mW操作和存储结温范围TJ,Tstg –55 to +150 ℃换成这个电路的应用意思就是说，如果水容器中没有水或者水位比较浅，低于A点，那么最下面的那个三极管并不能够导通，进而LED灯并不亮，这是水比较少的时候，我们生活中见到的水并不是纯净的，对于自来水也不是纯净的，里面还是含有一下杂质，所以这些溶液实际上是能够导电的，尽管导电性没有那么好。
从而当水位逐渐升高，假设此时已经超过了A点，那么最下面的那个三极管实际上就能够导通，LED3中就有电流通过，也就是能够发光，同样对于B、C这两个点也是如此，但是对于最上面的那根线路实际上并没有连接LED灯，换成一个蜂鸣器，所以当水位比较高时，已经超过了D点，那么这个蜂鸣器就会报警，改变D点的位置就可以改变水位报警的深度。
可能有朋友觉得这个电路有什么用，其实设计方案在这，能不能用到实际上看个人了，比如果这个电路吧，把蜂鸣器放到了最上方能够实现水位报警的功能，相反如果把蜂鸣器放到最下方，其实也能够实现一个小制作，可以当做家畜水池报警器。
课程设计2010年7月31日课程设计任务书课程低频数字电子线路课程设计题目水位控制器的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1cm。
实现对水位的实时监测和LED数字显示。
测量水位信号为模拟量。
基本要求：1.画出水位控制器的结构框图。
2.画出系统原理电路图。
3.对电路进行仿真实验。
4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。
主要参考资料：[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.完成期限2010年7月31日指导教师专业负责人2010 年7 月22 日一、任务技术指标1、将测量水位的模拟信号整形后输入；2、使水位稳固在一点上，误差为±1cm，对水位实行实时监测；3、通过LED数字显示当前水位及抽水、排水状况；4、用MULTISIM进行仿真实验。
二、总体设计思想1.基本原理（1）根据水的弱导电性,当水位低于-1cm时，输入信号u1，u5为低电平,经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为高电平。
v1为高电平，则继电器J1吸合，抽水机M1工作，进行抽水，此时 D1发光。
v2 经反相器后变为低电平，所以J2断开，抽水机M2不工作。
（2）当水位高于+1cm时，输入信号u1、u5为高电平，经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为低电平。
v2经反向器后变为高电平，此时，继电器J2耦合，抽水机M2工作，进行排水，此时由于编码器的优先选择性D5发光。
由于v1为低电平，所以J1断开，抽水机M1不工作。
（3）当水位处于要求的范围内时，输入信号u1为高电平，u5为低电平。
题目水位控制器设计主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种水位控制器，能够实现水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水。
工作温度范围：-40℃～+50℃连续工作时间：可24小时连续工作。
水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。
具有自动启动水泵抽水的功能。
主要参考资料：[1] 潘松著. EDA技术实用教程[M] ．北京：科学出版社，2005.[2] 阎石. 数字电子技术基础[M] ．北京：高等教育出版社，2001．[3] 曹国清．数字电路与逻辑设计[M] ．徐州：中国矿业大学出版社，2001．[4] 乔铁柱．水位传感器研究及测控仪研究[D] ．山西：太原理工大学，2004．[5] 彭介华. 电子技术课程设计指导[M]．北京：高等教育出版社，1997.[6]孙梅生. 电子技术基础课程设计[M]．北京：高等教育出版社，1998.[7] 高吉祥．电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002.目录1 任务和要求 (1)2 总体方案设计与选择 (1)2.1 簧管触发双稳态水位控制器 (2)2.2 三相水位控制器 (2)2.3 两线水位控制器 (2)3 电路总原理框图设计 (3)4 单元电路设计 (4)4.1 传感器电路设计方案 (4)4.2 逻辑门电路设计方案 (4)4.3 继电器设计电路 (5)4.4 电机参数与作用 (6)5 单元电路的级联设计 (6)6 实验调试结果 (6)7 设计总结 (7)参考文献 (8)附录 (9)1任务和要求(1)任务：设计一种可自动控制水面高度的水位控制器。
(2)水位控制器性能要求：工作温度范围：-40℃～+50℃。
连续工作时间：可24小时连续工作。
水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。
郑州轻工业学院课程设计说明书题目：水位检测电路设计姓名：院（系）：专业班级：学号：指导教师：成绩：时间：2013年06 月03 日至2013 年06 月17 日郑州轻工业学院课程设计任务书题目：水位检测电路设计专业班级：电子科学与技术10-1班姓名：学号：主要内容、基本要求、主要参考资料等：报警电路在人们的生产生活中有着重要作用。
水位检测是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。
本设计主要实现以下功能。
1.利用LED指示灯显示水位（最低水位、1/4、1/2、3/4、最高水位）。
2.达到最高水位时，自动报警。
参考文献：[1] 张毅.自动检测技术及仪表控制系统. 北京: 化学工业出社,2004.11[2] 金伟. 现代检测技术. 北京: 北京邮电大学出版社, 2006.2[3] 王兆安. 电力电子技术.北京: 机械工业出版社, 2006.5完成期限：2013.06.03-2013.06.17_指导教师签名：张晓冬课程负责人签名：杨坤2013年06月01日目录1概述 (2)1.1检测技术 (2)1.2水位检测技术的应用与发展 (2)1.3水位检测系统设计的意义 (3)2系统方案设计 (3)2.1设计方案 (3)2.1.1硬件电路图 (3)2.1.2硬件设计原理 (4)2.2整流电路的设计 (4)3元器件的介绍与参数计算 (5)3.1发光二极管 (5)3.2电阻 (7)3.3三极管 (7)3.4蜂鸣报警器 (7)3.5整流二极管 (8)3.6变压器 (8)4 硬件焊接 (9)5 AltiumDesigner电路设计 (12)6结论 (13)参考文献 (14)附录元器件清单 (15)水位检测电路设计1概述1.1检测技术检测技术是自动化学科的重要组成部分之一，是以现代自动化系统中的应用为主要目的，围绕参数检测和测量信号分析等信息，获取处理技术进行研究与开发的一门综合性技术。
为了监督和控制某个生产过程或运动对象的状态，掌握其发展规律，使他们处于所选工况的最佳状态，就必须掌握描述他们特性的各种参数，这就首先要求检测这些参数的大小、变化趋势、变化速度等等。
通常把这种流程中含有检查、测量和测试等比较广义的参数测量叫做检测。
为实现参数检测组建的系统称为检测系统或检测装置。
检测技术与自动化装置是将自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多种学科、多种技术融合为一体并综合运用的复合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域自动化装备及生产自动化过程。
检测技术与自动化装置的研究与应用，不仅具有重要的理论意义，符合当前及今后相当长时期内我国科技发展的战略，而且紧密结合国民经济的实际情况，对促进企业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术装备的现代化有着重要的意义。
1.2水位检测技术的应用与发展随着我国经济社会的发展，对水文信息不断提出新要求，水文观测项目和内容不断增加，对观测手段和方法以及水文监测技术的研发和应用提出了越来越高的要求。
同时当今的工业领域中液位检测对许多自动控制方案来说都至关重要。
现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，也促进了水位监测技术自动化的发展。
水位监测是采集、存储、传输、处理等技术的集成。
从传统的水位监测方式即人工监测技术分析来看，主要存在以下问题：首先记录方式以模拟方式为主，就是数字方式记录的也很难方便的输入计算机处理，其次数据处理基本靠人工处理判断，费时易错，最后水位信息的采集、传输、处理的实时性和准确性较差，无法适应现代水文的需求。
因此，要用自动化技术促进水位监测自动化的发展。
1.3水位检测系统设计的意义水位检测系统是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。
蓄水池、水塔、水箱等都需要有水位检测。
供水系统中有许多设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完或者已经用完也不知道，造成需用水时却水量不足或者无水可用的情况。
此外，在向池中注入水过程中，由于不知道水位情况，也就无法控制注水量多少，为了准确掌握水位情况，传统的做法是安排人员进行人为监控，这样不仅会占用人力、物力，还会大大影响工作效率。
为此需要对水位监测情况实现自动化监测、数据化、智能化显示、视觉或听觉冲击化报警，实现水位检测一个完整的系统，那么工作人员便可以实现在操作室获知整个设备的水位状况，如此不但大大减低工作人员的危险性，同时更提升了工作的效率及简便性。
2系统方案设计2.1设计方案2.1.1硬件电路图图2.1 方案硬件电路图表2.1 水箱水位小灯指示表2.1.2硬件设计原理方案中的电路共有五个发光二极管，如果发光二极管全部亮，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(T1～T5)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管(LED1～LED5)。
当水箱中的水到达最低水位C时，晶体管T1导通，LEDl点亮；当水位上升到水箱的1/4时，晶体管T2导通，LEDl与LED2点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管T3导通，则LEDl、LED2和LED3点亮；当水位升到水箱的3/4时，晶体管T4导通，则LEDl～LED4均点亮；当水箱的水充满，晶体管T5导通，五个发光二极管全亮，同时使蜂鸣器发出报警声响。
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表2.1所示。
发光二极管应安装在容易监视的位置。
2.2整流电路的设计此次电源的设计是将220V交流电压整流成为12V的直流电压，采用了二极管桥式整流电路的方法[1]。
所谓桥式整流电路，就是用二极管组成一个整流电桥。
当输入电压处于交流电压正半周时，二极管D1、负载、D3构成一个回路，输出电压U3=U2-UD1-UD3。
输入电压处于交流电压负半周时，二极管D2、负载电阻R L、D4构成一个回路，输出电压U3=U2-UD2-UD4。
图2.3 二极管桥式整流电路由上述分析可知，二极管桥式整流电路输出的也是一个方向不变的脉动电压。
设输入交流电压为正弦波，其有效值为U2,则全波整流输出电压的有效值为：2009.0)(sin 1U wt wtd U U T ==⎰π (2.1)在硬件电路图2.1中，U3=12V ，232.1U U =，则102=U V由式2.1可知，0U =9V∵25T C R L ⨯= (2.2) 其中Ω=400L R ，02.0=T ，∴F C μ125=3元器件的介绍与参数计算3.1发光二极管发光二极管简称为LED （Light Emitting Diode ），它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。
由镓（Ga ）与砷（AS ）、磷（P ）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN 结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P 区注入到N 区的空穴和由N区注入到P 区的电子，在PN 结附近数微米内分别与N 区的电子和P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管[5]。
发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。
普通单色发光二极管普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。
它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。
常用的国产普通单色发光二极管有BT（厂标型号）系列、FG（部标型号）系列和2EF系列。
常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
本次选用的发光二极管颜色为红色根据元器件手册可知，此规格的发光二极管的最大电压值为 3.6V，工作电流为20mA。
设计电路的每一个水位检测都可以看成一条支路，其支路图电路如下图所示。
图3.1硬件支路电路图设电路中总电压为U，电阻R1两端电压为U1，R2两端电压为U2，发光二极管两端电压为ULED，根据上面的电路图可知：（3.1）即当U=12V，UTe=0.7V，ULED=3.6V时，可知U1+U2=7.7V在晶体三极管中，晶体三级管的放大倍数180时，I=0.02A,令R1=10则：180I1=I2 （3.2）R1I1+R2I2=7.7 （3.3）由（3.2）（3.3）式可知：I1=0.00011A,R2=384Ω3.2电阻在所设计的电路中，根据发光二极管的要求，计算电阻阻值。
因为实际电路中电阻有保护电路的作用，因此应有适当的余量值。
所以取：R1=10Ω,R2=400Ω3.3三极管半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。
它最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。
其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。
由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。
实际上箭头所指的方向是电流的方向。
电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪声管9014(NPN)，高频小功率管9018(NPN)等。
它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。
在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等，它们的型号也都印在金属的外壳上[5]。
本次选用的三极管型号为：S9014；类型为：NPN3.4蜂鸣报警器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具等。
蜂鸣器主要有电压式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
此次设计选取的是电压式蜂鸣报警器。
本设计使用绿光发光二极管替代蜂鸣器。
3.5整流二极管整流二极管一种具有单向导电性的半导体器件,能将交流电能转变为直流电能。
通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。
