简易水塔水位控制电路电子课程设计

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1、简易水塔水位控制电路 I 目 录 1 概述 . 1 2 系统总体方案设计 . 2 3 主要单元电路设计 . 3 3.1 电源电路 3 3.2 水位检测电路和水位范围测量电路 3 3.3 水泵开关电路及显示电路 5 4 元器件选型 . 8 4.1 水压传感器 8 4.2 比较器 8 4.3 稳压管 9 4.4 稳压芯片 .10 4.5 普通二极管 .10 4.6 发光二极管 . 11 4.7 三极管 . 11 4.8 电磁继电器 .12 4.9 变压器 .14 4.10 桥式整流电路 .14 4.11 CD4011 .15 4.12 迟滞比较器 .16 结论及展望 .17 参考文献18 附录 .

2、19 简易水塔水位控制电路 1 摘 要 该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电 路将电网中的 220V 交流电转换成直流 12V 电压。稳压电路由三端稳压器实现，用它 来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。水位测量和水位 监测电路主要由电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。 电阻型水压传感器是最典型也 是最简单的一种压力传感器。迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸 现象的出现。水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。继电器可 以提供水泵所需要的交流电，而电流放大电路是由三极管组成，是一种比较典型的和 简单的电路。用发光

3、二极管的显示来检测水位状态和水泵的状态。 关键词 水压传感器 继电器 比较器 1 概述 本次设计的是一个水塔水位控制电路， 电路能够通过控制两个水泵实现对水位的 控制。水位范围在 S1S2（S1S2）之间，S 为实际水位。当 SS1 时，两个水泵都 放水；当 S1SS2 时，仅一个水泵放水；当 SS2 时，两个水泵都关闭。同时本电 路设计了水位检测电路，通过发光二极管的显示来检测水位状态。 我们都知道， 在日常生活和工业生产中， 水位控制装置有着广泛的应用。 如水塔、 楼房水箱、锅炉等。水位控制装置的形式有很多种，浮子开关式，电节点式，压力式， 电子式， 微机式等。 这些装置或多或少的存在着一

4、些缺点： 浮子开关式采用机械结构， 维护起来不方便；微机式控制装置，虽然操作方便，但造价较贵。本文从实用型和经 济型出发，设计了一种水位控制装置，该装置结构简单，维护方便，工作可靠性能价 格比优良，而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺点。可以在经济上节约资金， 降低损耗，节约资源，有很多场合下均可采用。 简易水塔水位控制电路 2 2 系统总体方案设计 简易水塔水位控制电路的总体框图如图 2-1 所示。它是由水位检测电路、水位范 围测量电路、水泵开关电路、 显示电路和电源电路 5 部分组成。 图 2-1 简易水塔水位控制电路的总体框图 每部分电路都有其相应功能：首先有水位检测电路产生整个电路的

5、输入信号，该 信号传至水位范围测量电路，输出其他电路的控制信号，控制其他电路工作。电机控 制电路部分接收到有信号处理电路输出的有效控制信号后正常工作驱动电机转动抽 水，使水位上升，而水位的变化有直接关系到信号的产生，因此有个循环的过程，即 使水位保持在一定范围内：水位显示电路接收到有效信号后驱动显示器工作，使其显 示该时刻的水位；由“信号产生信号处理电机控制电机信号产生”这个循环 就能使水塔具有自动控制水位的能力。 电电 源源 电电 路路 水位检测电路水位检测电路 水位范围测量电路水位范围测量电路 水泵开关电路水泵开关电路 显示电路显示电路 简易水塔水位控制电路 3 3 主要单元电路设计 3.

6、1 电源电路 电源电路的原理图如图 3-1 所示。 电路直接从电网供电， 通过变压器、 整流电路、 滤波电路和稳压电路将电网中的 220V 交流电转换成+12V 的直流电压。电路中变压 器采用常规的铁心变压器，电源变压器将交流电网电压 220V 变为合适的交流电压 12V。整流电路采用二极管桥式整流电路，整流电路将交流电压 12V 变为脉动的直流 电压 12V。C1、C2、C3 和 C4 完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实 现。稳压电路清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压 12V 的稳定。 图 3-1 电源电路 3.2 水位检测电路和水位范围测量电路 如图 3-2 所示，水位检测电路由可变电阻 R1 和一个电阻型水压传感器构成。电 阻型水压传感器是最简单也最典型的一种水压传感器， 它的工作原理是通过阻抗的变 化来表示水压的变化，同时将水压信号转化为电信号 Vs，即 Vs 代表了实际水位 S。 本电路采用的电阻型水压传感器型号为 PT500-501，是水压传感器，即传感器的阻抗 随水压的增加而增加。可变电阻 R1 的作用是通过调节