文档介绍：利用传感器实现液位控制系统的设计方案
目录
内容摘要I
一、前言1
（一）概述1
（二）发展趋势1
二、液位控制系统分析2
（一）液位控制系统的工作原理2
（二）液位控制的实现方式2
1、简单的机械式控制方式2
2、复杂控制系统控制方式3
三、液位控制系统的设计3
（一） 硬件设计 3
（二）软件设计7
1、液位控制系统模型框图7
四、设计方案优缺点对比7
五、 总结7
内容摘要
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,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。
随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。
本文将利用两种传感器实现液位控制系统,并研究其可行性及优缺点
关键词：
传感器；传感器技术；液位控制系统;单片机；PID；矩阵键盘；直流电机；LCD；上位机
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,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。
（一）概述
压力传感器是用于测量液体与气体的压强的传感器。压力传感器工作时将压力转换为电信号输出。
超声波是一种超出人类听觉极限的声波即其振动频率高于20 kHz的机械波。超声波传感器在工作的时候就是将电压和超声波之间的互相转换，当超声波传感器发射超声波时，发射超声波的探头将电压转化的超声波发射出去，当接收超声波时，超声波接收探头将超声波转化的电压回送到单片机控制芯片。
二、液位控制系统分析
随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制系统广泛应用于电子产品中，为了使我们对单片机控制的智能型控制系统有较深的了解。
利用单片机为控制核心，设计一个对供水箱水位进行监控的系统。根据监控对象的特征，要求实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，开启继电器，控制水泵开始上水。现场实时显示测量值，从而实现对水箱液位的监控。
（一）液位控制系统的工作原理
压力传感器液位控制系统是以单片机芯片为核心，由键盘、数码显示、AD转换、传感器，电源和控制部分等组成。 
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。
　　
超声波传感器液位控制系统，是通过超声波传感器采集水位信息，然后送单片机处理。若当前水位低于设定置，通过电机驱动水泵继续注水，电机采用算法控制。水位信息显示于液晶屏，设定值可通过键盘设置。
此方案选择单片机作为控制核心，通过键盘输入设定水位值。超声波测距显示出水位数值，所测得的水位数值在LCD液晶屏上显示。如果水位低于设定值，则控制中心驱动电机向水箱注水到设定值，如果水位低于2厘米，报警器报警。
图2 总体系统框图
（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