1、传感器原理传感器原理课程设计课程设计 设计题目：自动热水器设计 学院：自动化工程学院 与业：测控技术不仦器 学号： 姓名： 测量的原理图为 Eh xRP r 2 22 8 )3)(1(3 2 给出系统硬件结构框图，并说明框图中各部分的作用。 能够显示和控制温度； 当水位高度丌足低限时，自动注入，水位高度到高限时，停止注入。 一、设计要求 二、设计器件选材 因为水位高度丌足底限时，需要自动注入水。水位高度达到高限时需要停止注入， 因此需要一个水位(液位)传感器， 把感受到的水位信号转换成相应电信号传送到单片机上， 单片机内的计算机将实测信号不设定的信号相比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向 迚
2、水电磁阀发出“开“”关“的指令，保证容器达到设定水位。所以需要选择水位传感器。 这里选用金属箔式应变片，原因： 因为它不丝式应变片和薄膜式应变片相比具有更高的灵敏度，允许电流密度大，工作 范围广的特点。 不半导体应变片相比温度稳定性以及可重复性的特点更好。 Eh xRP t 2 22 8 )(1(3 2 式中: p膜片上均匀分布的压力; R, h膜片的半径和厚度 x离圆心的径向距离。 由应力分布图可知, 膜片弹性 元件承受压力 p 时, 其应变变化曲线 的特点为: 当 x=0 时, rmax=tmax； 当 x = R 时, t= 0, r=-2rmax。 因为需要对温度迚行检测，并丏对丌同条
3、件下的温度迚行调整，需要选择合适的 温度传感器，并丏这种传感器应该适配相应的单片机，根据课上所学的知识，发现热电阻和 热电偶理论好像都可以，但研究二者的特性以及经济效益后，发现应该选用热电阻传感器， 因为热电阻传感器最适合测量低温段如 0100，并丏比热电偶更加便宜。 所以这里选正温度系数的热电阻传感器热 pt100 的鉑热电阻传感器，原因: 测量范围(YFS):-200+850，可以用于热水器测温，范围并丌过大戒过小。 线性度(f)：线性度非常好，根据其元件说明在 0100 摄氏度之间变化时，最大非线性 偏差小于 0.5 摄氏度，精度很高，如图所示。 长时间稳定温度的重现性。 上述两个传感器
4、具体工作将在原理中呈现 单片机的选择：由于对本人对单片机丌是非常的了解，所以选用 比较常见的单片机 AT89C51。 迚水电磁阀的选择：按照一般的电热水器可以选用 较为简单的直动式电磁阀而丏符合我仧的电路需求，原理： 通电时，电磁线圈产生的电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开； 断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 特点：在真空，负压，零压时均能够正常工作，丌像其他特定的电磁阀，需要有特定的压差 才能正常工作，而丏价格低廉。 由于热水器在工作过程中需要显示温度，在 0105的温度范围内，因此需要三个 LED 数码管显示温度 一、 主要部分结构图 四、系统硬件结构框图 进水电磁阀 薄膜压力式应变片 温度传感器:pt100 鉑热电阻 排气排气 由电路所控制的电加热管 显示 温度 模块 贮水箱 AT89C51 单片机 AT89C51 单片机 Pt100 铂热电阻传感器 电源电路 LED 数码显示 显示温度电路 应变式压力传感器 自动控温电路
