下载文档原格式
８．１．１晶体管的开关图８．１是一例发射极接地放大电路，这种电路能够通过输入信号（电压）连续地———模拟地控制流过集电极发射极间电流，获得输出电压。
但是开关电路，如图８．２所示是一种计数地接通／断开晶体管的集电极发射极间的电流作为开关使用的电路。
图８．３是电压增益（放大倍数）A v＝10的发射极接地型放大电路。
照片８．１是给这个电路输入１ｋＨｚ、１ＶP-P信号时的输入输出波形。
这时的输出波形不是通过介入耦合电容取出的，而是集电极电位。
由于A V＝10，所以输出应该是１０ＶP-P。
但是由于电源电压以及发射极电阻上电压降的缘故，如照片所示，波形的上下部分均被截去（输出饱和）。
输出波形的上半周被截去的情况是由于输出电平与电源电压相等，所以集电极电阻上没有了电压降，也就是说晶体管的集电极发射极间没有电流流过（集电极电流为零）。
换句话说，晶体管处于截止状态。
相反，输出波形的下半周被截去的情况是因为输出电平处于更接近ＧＮＤ电平的电位（集电极电阻上的电压降非常大），晶体管的集电极电流处于最大值。
也就是说，晶体管处于导通状态。
这样的开关电路只要利用输入信号使输出波形被限幅就可以实现（使晶体管处于接通／断开状态就可以），所以可以认为只要放大电路具有非常大的放大倍数，或者加上很大的输入信号就可以。
但是，这样的开关电路必须是直流的接通／断开状态（这样的用途非常多），所以必须具有一定的直流的放大倍数。
８．１．２从放大电路到开关电路图８．４是从发射极放大电路演变到开关电路的示意图。
首先为了获得直流增益（放大倍数），从图８．４（ａ）的一般发射极放大电路中去掉输入输出的耦合电容C1、C2，得到图８．４（ｂ）的电路。
进一步为了提高放大倍数，去掉发射极电阻Ｅ，变成图８．４（ｃ）的电路。
这样一来，也就没有必要加基极偏置电压。
当输入信号为０Ｖ时，晶体管处于截止状态，所以集电极就没有必要流过无用的电流———空载电流。
因此，如图８．４（ｄ）所示去掉偏置用的R1。
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：***201225180211组员：*** 201225180235赖梓聪201225180242指导老师：***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。
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。
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。
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①、②脚，与非门N2的输出第④脚和与非门N3的第○12脚相连，N3第①脚输出端接到N2第⑥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①、②脚输入为低电平，第③脚输出则为高电平，而N2第⑥脚输入端仍为高电平，因而N2第④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。
一、最简单的晶体管水位控制电路
电路图如下：
本电路的特点和工作的基本原理为，利用三极管的基极点位控制三极管导通的原理，通过控制继电器的长开和长闭的相互转换来实现其控制功能。
电路中4.7K电阻的作用是避免由于电路电压过大而烧毁三极管，其中当电路开始工作时，水池中没有水，电机工作抽水进入水池，水位很快淹没c点，然后到达b点，此时三极管还没有工作。
最后上升到a点，三极管集电极、基极回路导通，继电器工作，断开电机的工作电路，等到一段时间，水池里的水自然减少，当水位下降到b点下时，三极管电路停止工作。
电机开始工作，继续抽水进入水池。
又开始重复上述过程。
大庆石油学院课程设计课程题目1.画出水位控制器的结构框图。
2.画出系统原理电路图。
3.用EWB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2009.7.18指导教师专业负责人2009年7 月13 日一、总体设计思想1、基本原理本设计采用金属探针、三极管、二级管、继电器以及电阻、电容等元件构建而成。
采用金属探针作为液位检测传感器，将水位信息以模拟信号的形式传输给控制电路，然后由控制电路控制两个继电器进而来控制两个水泵，一个水泵用来放水，另一个水泵用来抽水，来达到水位平衡的效果。
2、设计框图1、测量水位探针使用金属探针，在水中部分为金属，其他位置为绝缘物体制作，有三根，一根作为公共电源接触端，一根测量低水位信号，一根测量高水位信号，上端固定，下端位于水箱内，在探针对应的与电路链接的探点有A、B二点，A放置在最下端与低水位探针项链，然后是B点与高水位探针相连，每个点间相距2cm。
当水位上升到A点时，低水位探测棒与公共电源端接通，产生电流，并输送给控制电路，当水位上升到B点时，高水位探测棒与公共电源端接通，产生电流，输送给控制电路，以供处理。
2、控制电路控制电路主要由多个二级管、三极管、继电器、电阻、电容等元件构成。
二级管采用IN4007型用于稳压，用三极管来控制继电器工作。
继电器可以将电机的干扰有效的隔离，争强电路的稳定性,是具有隔离作用的元件]。
这里我采用固态继电器，可以大大降低功耗，降低成本。
固态继电器内部不含有运动的零部件，没有机械活动，但具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTL、HTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等优点当无水时，Q2截止，Q3导通，继电器2闭合，LED 1发光，放水；当水位上升到A（下限）点时，Q2导通，Q3截止，继电器断开，停止放水，LED1熄灭；当水上升到B（上限）点时，Q1导通，继电器闭合，LED2发光，开始抽水；当低于B点时，Q1截止，继电器断开，抽水停止，LED2熄灭。
毕业设计（论文）课题（论文）名称：基于MCS-51单片机的液位控制电路设计题目：基于MCS-51单片机的液位控制电路设计摘要：随着电子技术的不断发展，以单片机为基础的控制电路有着体积小，价格低廉，系统结构简单，处理功能强，易于控制等优点，这使得单片机的应用更为广泛。
而液位控制是现代工业中常见的参数，有着直接观察、容易测量，过程时间常数小的优点，本系统采用AT89C51单片机为主控制器，通过液位传感器来检测水位的高度，通过键盘来设置水位的高度，并能控制电路来自动调节液位的高度，并可由LCD显示实际水位与检测的水位高度，其分辨率小于1cm并具有一定的水位报警功能。
因此，比较适合应用于一般的液位控制，如自来水厂蓄水槽、污水处理厂的污水槽、大坝的警戒水位等都需要液位检测装置来检测液位。
关键词：单片机水位检测智能化控制目录摘要................................................................... 1…前言.................................................................... 3..方案论证................................................................ 4..万案一.............................................................. 4..（1）数控电路部分 ...................................................................................... 4.(2) 液位测试部分 (3) 控制驱动电路部分〉》J 户 £、方案二方案三 方案比较 硬件设计 1、数控部分(1) 电路最小系统9..(2) 键盘控制电路 ................................................. 9.. (3) 显示电路部分 ................................................ 1..0 2、液位测试部分 .................................................... 1..1. 3、控制驱动电路部分 ................................................ 1..1 4、电路板的制作 .................................................... 1..2.(1) 原理图的绘制 ................................................ 1..2 (2) PCB 板图设计 ............................................... 1..2. (3) 元件清单 .................................................... 1..5. 5、抗干扰、远程控制方面措施 ........................................ 1..5 ...................................................... 错...误！未定义书签。
X X学院
课程设计报告书
系别：机电学院
专业：13电气
学生姓名：学号：
课程设计题目：晶体管水位控制电路设计起迄日期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点:PLC/电气控制实验室
指导教师:
下达任务书日期: 2016年 5月15日
[摘要] 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文设计了一种晶体管水位自动控制电路。
当水位达到一定高度时，系统能够自动调整水位，使其落在规定的范围内；当水位低于规定范围时，就控制水泵工作抽水，使水塔内的水位上升，到达规定高度。
从而达到不用人工专门去控制即可使水位保持在一定范围内的目的。
[关键词] 水塔自动控制晶体管
目录
1 引言 (1)
2设计要求 (1)
3总体设计方案 (1)
3.1设计思路 (1)
3.2结构图 (2)
3.3原理图 (2)
4设计组成及原理分析 (6)
4.1设计组成介绍 (6)
4.2工作原理分析 (6)
4.3工作过程 (7)
4.4元器件及其参数 (7)
5总结与体会 (7)
参考文献 (9)
致谢 (10)
1 引言
在日常生活和工业生产中，水位控制系统有着广泛的应用，如水塔、楼房水箱、锅炉等。
水位控制系统的形式有很多种，浮子开关式，电节点式，压力式，电子式，微机式等。
这些系统或多或少的存在着一些缺点：浮子开关式采用机械结构，维护起来不方便；微机式控制系统，虽然操作方便，但造价较贵……本位从实用型和经济型出发，设计了一种水位控制系统，该系统结构简单维护方便，可靠性高且价格优廉，而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺点，很适合普通家用和农业工厂的应用。
2 设计要求
水塔水位的控制电路，具体要求如下：
图示为水位高低检测示意图，水位的高低检测有三个电极完成，水位的自动控制由晶体管实现，当水位低于h1时，有晶体管控制水位继电器，进而控制接触器使5.5kw的水泵电机（M）工作，同时运行指示灯亮；当水位高于h1，水泵继续向水塔供水，当水塔水位上升到最高水位h2时，水位控制继电器释放，水泵体制抽水；当水塔水位离开最高点时，水泵仍然处于停机状态，当水位降低到低水位以下时，水泵又重新开始工作，如此反复使水塔水位保持在最高水位与最低水位之间。
设计相应的控制电路完成上述过程的控制，同时利用热继电器实现电机的过载保护。
3设计方案及原理分析
3.1设计思路
根据本电路预设的功能，设计出完成相应功能的分电路。
首先，用三个电极来作为整个电路的输入信号：采集多点水位，以高、低电平的形式存在，作为其他分电路的控制信号，控制其工作。
水位显示电路：当没有接收到有效控制信号时，发光二极管不亮，不指示电机工作；当接收到有效控制信号后，三极管导通，驱动发光二极管发亮，显示其水位状态。
水泵控制电路：随着水位的上升，采集的控制信号在不停变化，达到设定的工作条件后，可以使工作电路接通，从而达到控制主电路。
而该信号又得作为水泵控制电路的有效信号，控制水泵停止运转，完成自动加水。
通过水位的变化，引起信号产生电路输出信号的改变，从而使整个电路能按设定的功能稳定工作
3.2结构图
3.3原理图
4设计组成及原理分析
4.1设计组成介绍
1）电源电路由电源变压器T、整流二极管VD1～VD4和滤波电容器C组成。
2）水位检测电路由高水位电极1DJ、低水位电极2DJ和主电极3DJ组成。
3）控制执行电路由继电器K、控制晶体管V和交流接触器KM等元件组成。
4）交流220V电压经T降压、VD1～VD4整流和C滤波后，产生直流12V电压，供给控制执行电路
4.2工作原理分析
在水塔内无水或水位低于低水位电极2DJ时，三极管V因基极电位与发射极电位相同而处于截止状态，继电器K不动作，其常开触点K1断开，常闭触点K1接通，交流接触器KM通电吸合，使三相水泵电动机M1通电运转，水泵开始抽水。
当水塔内水位到达高水位电极1DJ处时，＋12V电压经电阻器R1、高水位电极1DJ、水的导电电阻和主电极3DJ加至V的基极，使V正偏导通，继电器K 通电工作，其常闭触点K1断开，常开触点K1接通，交流接触器KM断电，其触点释放，切断三相水泵电动机M的电源，水泵停止抽水。
当用户用水使水塔内的水位下降至低水位电极2DJ以下时，V又因基极电位与发射极电位相同而截止，继电器K释放，其常开触点K1断开，常闭触点K1
接通，使交流接触器KM吸合，三相水泵电动机M通电，重新开始抽水。
如此周而复始，实现无人值守自动抽水。
4.3工作过程
运行（水位低于2DJ）
合上开关Q
闭合开关SB1→KM线圈得电并自锁→KM主触头闭合→电机M得电运行→水塔上水
停止（水位高于1DJ）
合上开关Q
闭合开关SB1→继电器K得电→常开触头K1闭合，常闭触头K1断开→KM 线圈失电→KM主触头断开→电机M断电停止运行→水塔停止上水
4.4元器件及其参数
5总结与体会
通过这次课程设计我学会了独立做设计的方法与技能，拿到晶体管水位控制电路这个课题后，广泛阅读大量有关资料，从中抽取信息，加以总结分析，当然期间也离不开张斌老师的指点。
这样既充分培养了我们的自学能力，还启示了我们怎样才能创新课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解
决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
课程设计刚开始时，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道思索，给了我莫大的空间。
尽管课程设计是在期末才开始，我们的教材学习完毕，掌握许多知识，但是还有很多地方理解领悟不到位。
作图过程，通过这次课程设计我们对于电子线路CAD 技术多多少少有了一些了解，CAD技术发展迅速，有着广阔的应用前景，设计面广，内容丰富，它用软件的方法设计硬件；用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；在设计过程中可用有关软件进行各种仿真我认为，在这学期的课程设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
还有我们要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
总之，确实受益匪浅。
参考文献：
[1]. 陈伯时主编．电力施动自动控制系统．北京：机械工业出版社1992
[2]. 朱英韬主编．工厂电气控制技术．北京工业大学出版社，1991
[3]. 张用，杨定亚编著．机床电气控制．上海，上海科学技术文献出版社，1983
[4]. 陈伯时主编．自动控制系统一电力传动控制．北京中央广播电视大学出版社，1988
[5]. 张明达主编．电力拖动自动控制系统．北京：冶金工业出版社1983
致谢
为期两周的课程设计很快就结束了，在这两周的时间内，我和我的队友克服了重重困难，借助网络和书本，查阅了很多的相关知识，终于将这个项目圆满完成了，内心真的是万分激动。
在这期间，当然少不了我的指导老师张斌老师给予我们的帮助，他万忙之中抽出闲暇亲自指导我们电路原理图中的错误，并提示我们该如何改正。
在老师的指导下，我和我的队友团结合作，认真反思错误，让课程设计完成的更完美。
在这里，再次感谢X X老师对于我们的帮助。
工作日程
电气与电子类课程设计成绩评定表。
