3、實用型液位計的設計

液位計是指對容器中液體高度的變化進行實時連續檢測的傳感器。此傳感器通常輸出4～20ma或1-5V的標準信號與顯示儀表或計算機系統連接，也可以通過Rs一485或現場總線方式與計算系統相連接。通常輸出繼電器的接點信號或集電極開路信號，輸出信號一般與LED指示燈、報警器（蜂鳴器）或通過超聲波發射、接收電路、溫度測量電路、LED顯示由微處理器進行控制。

測量原理

超聲波探頭安裝在貯存罐正上方，距地面高度為H0圖1所示。

圖 測量塬理圖

由微處理器控制超聲波發射電路發出超聲波脈沖，超聲波脈沖在空氣介質內繼續傳播到液面，該脈沖波遇到被測液面（水面）后，經液面反射后再通過空氣介質返回到超聲波接收探頭被接收；微處理器通過記錄超聲

波從發射到接收的往返傳播時間t，根據空氣介質中的聲速，就可以計算出從傳感器到液面之間的距離：

h=1／2·vf

式中為測量距離（傳感器到液面之間的距離），m；v為空氣中的聲速，其近似公式為v=331．45+0．61m／s；功測量時的氣溫，℃，測量距離時需要測量氣溫來進行對聲速的修正。

圖1中，設超聲波傳感器安裝高度為。（可在安裝傳感器時測得），則液位高度H可用下式算得：

H=H一h=H0-1／2*vt。

3．1、超聲波發射、接收電路設計

圖3 ?超聲波發射、接收電路

測距系統中的超聲波發射探頭采用UCM40T壓電陶瓷傳感器，其工作電壓是40kHz的脈沖信號，由單片機執行編程來實現。

3．2、溫度測量與轉換電路設計

圖4 ?溫度／電壓轉換電路

各OPA功能：OPAl為阻抗匹配；OPA2為減2．73V，（經VR2）并反相；OPA3為放大5倍并反相。

各溫度與3個OPA的輸入與輸出關系如表1所示。