一种谐振式水深传感器模块制造技术

技术编号:31032150 阅读:31 留言:0更新日期:2021-11-30 05:27
一种谐振式水深传感器模块,与外接谐振水位传感器配合,用于液体深度的精确测量;其包括耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU;所述耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU依序连接,构成谐振式水深传感器模块;其利用不同液体深度使谐振水位传感器谐振频率产生变化的原理,通过谐振水位传感器、耦合网络、反相器输出与谐振水位传感器谐振频率相同频率的矩形波,将矩形波输入MCU,MCU根据输入矩形波的频率计算出实际测量的液体深度;该实用新型专利技术的谐振式水深传感器模块具有电路结构简单、成本低、测量精度高的优点,便于大规模推广使用。便于大规模推广使用。便于大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振式水深传感器模块


[0001]本技术涉及液体深度测量
,具体涉及一种谐振式水深传感器模块。

技术介绍

[0002]在工农业生产及生活家用电器领域,如农用药液喷雾箱、家用洗衣机等均会应用到液体深度测量技术;但现有液位深度传感器模块普遍价格较高,因此有必要开发一种价格低廉、测量精度高的传感器模块,以满足工农业生产及生活家用电器领域的大规模需求。

技术实现思路

[0003]为了克服
技术介绍
中的不足,本技术公开了一种谐振式水深传感器模块,其利用不同液体深度使谐振水位传感器谐振频率产生变化的原理,通过谐振水位传感器、耦合网络、反相器输出与谐振水位传感器谐振频率相同频率的矩形波,将矩形波输入MCU,MCU根据输入矩形波的频率计算出实际测量的液体深度;该技术的谐振式水深传感器模块具有电路结构简单、成本低、测量精度高的优点,便于大规模推广使用。
[0004]为了实现所述技术目的,本技术采用如下技术方案:一种谐振式水深传感器模块,与外接谐振水位传感器配合,用于液体深度的精确测量;谐振水位传感器实质为LC并联谐振电路,其工作原理是利用待检测液位所产生的压力,改变谐振水位传感器内电感线圈的电感量,从而改变谐振水位传感器的谐振频率,然后通过测量谐振水位传感器的实际谐振频率,即可计算得到待测量液体的深度;所述谐振式水深传感器模块包括耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU;所述耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU依序连接,构成谐振式水深传感器模块;谐振式水深传感器模块工作原理为,谐振水位传感器通过耦合网络将谐振信号传递至双路反相器,双路反相器输出与谐振水位传感器谐振频率相同频率的矩形波,矩形波通过分压输出电路后输入MCU,最后MCU根据输入矩形波的频率计算出实际待测量的液体深度。
[0005]进一步的,所述谐振水位传感器设有A、B、C三个输出端;所述耦合网络包括串接的R1、R2、R3三个电阻,R1、R2的一端分别与谐振水位传感器的A、B端连接,R1、R2与R3的公共连接端输出谐振水位传感器的谐振信号;谐振水位传感器的输出端C接地;
[0006]所述双路反相器包括反向器A、反向器B;其中反向器A的输入端与R1和R3的公共连接端连接,反向器A的输出端与R2和R3的公共连接端连接;谐振水位传感器的谐振信号经反向器A后,输出与谐振水位传感器谐振频率相同频率的矩形波;
[0007]所述反向器B的输入端与反向器A的输入端连接,反向器A输出的矩形波信号经电阻R3反馈至反向器B的输入端,经反向器B整形后从反向器B的输出端输出,以保证反向器B输出的波形质量。
[0008]进一步的,所述分压输出电路包括两个串接电阻R6、R7,电阻R6一端与反向器B的输出端连接,电阻R7一端接地,R6、R7的公共连接端输出分压后的矩形波信号,输入至MCU中;分压输出电路的目的是保证反向器B输出电压与MCU工作电压的匹配;所述电阻R7并接
有滤波电容C3,其目的是滤除输入至MCU矩形波中的高频干扰,保证MCU测量谐振水位传感器输出频率的准确性。
[0009]进一步的,所述MCU包括定时器外部时钟输入端T0、串口输出端TXD、串口输入端RXD;定时器外部时钟输入端T0连接R6、R7的公共连接端,用于接收计数输入矩形波数量,测量谐振水位传感器输出的频率,其具体工作方法为:MCU的定时器外部时钟输入端T0记录输入的矩形波个数,每记录设定的n个矩形波,产生一次溢出,设置整数型变量count记录在一秒中的溢出次数N,每间隔一秒,定时器外部时钟输入端T0产生一次中断,计算谐振水位传感器的输出频率;其计算公式为:
[0010];
[0011]其中为MCU测量到的谐振水位传感器的谐振频率;为一秒中整数型变量count记录到的溢出次数;为设定溢出时记录的矩形波个数;为定时器外部时钟输入端T0中断时当前记录到的矩形波个数;具体举例说明如下;假设定时器外部时钟输入端T0每输入256个矩形波溢出一次,在一秒钟共溢出八十八次,当定时器外部时钟输入端T0中断时,当前记录到的矩形波个数235,则MCU测量到的谐振水位传感器的谐振频率为:Hz;通过MCU测量到的谐振水位传感器的谐振频率计算液体深度的方法为:在谐振式水深传感器模块使用前,首先标定若干个液体深度与对应的谐振水位传感器输出的谐振频率,然后将标定的若干个液体深度与对应的谐振水位传感器输出的谐振频率进行曲线拟合,得到拟合曲线关系式,MCU根据拟合曲线关系式即可通过测得的谐振水位传感器的谐振频率计算出被测量液体的深度。
[0012]进一步的,包括三针连接器、四针连接器;所述谐振水位传感器通过三针连接器与耦合网络连接;所述四针连接器包括电源针VCC、接地针GND、串口输出针TXD、串口接收针RXD,其分别与谐振式水深传感器模块的电源、地及MCU串口输出端TXD、串口输入端RXD连接;即谐振式水深传感器模块通过三针连接器与谐振水位传感器连接,谐振式水深传感器模块通过四针连接器与后端设备连接;谐振式水深传感器模块与后端设备发送的数据中包括被测液体深度和实测频率,其数据发送格式具体为@XXXXX#XXXX,其中@为频率帧头,@后续的XXXXX为频率值;其中#为液体深度帧头,#后续的XXXX为液体深度值。
[0013]进一步的,包括电源指示电路,电源指示电路包括串接的限流电阻R9、发光二极管D1、及滤波电容C5;所述电源指示电路串接在谐振式水深传感器模块电源VCC与地GND之间;电源指示电路用于指示谐振式水深传感器模块的上电状态。
[0014]由于采用如上所述的技术方案,本技术具有如下有益效果:一种谐振式水深传感器模块,与外接谐振水位传感器配合,用于液体深度的精确测量;包括耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU;所述耦合网络、双路反相器、分压输出电路、MCU依序连接,构成谐振式水深传感器模块;其利用不同液体深度使谐振水位传感器谐振频率产生变化的原理,通过谐振水位传感器、耦合网络、反相器输出与谐振水位传感器谐振频率相同频率的矩形波,将矩形波输入MCU,MCU根据输入矩形波的频率计算出实际测量的液体深度;该技术的谐振式水深传感器模块具有电路结构简单、成本低、测量精度高的优点,便于大规模推广使用。
附图说明
[0015]图1为谐振式水深传感器模块原理框图;
[0016]图2为谐振式水深传感器模块电路原理图;
[0017]图3为谐振水位传感器电路原理图;
[0018]图4为耦合网络电路接线图;
[0019]图5为双路反相器电路接线图;
[0020]图6为分压输出电路接线图;
[0021]图7为电源指示电路接线图;
[0022]图8为MCU接线图。
[0023]图中:1、谐振水位传感器;2、耦合网络;3、双路反相器;4、分压输出电路;5、MCU;6、三针连接器;7、四针连接器;8、电源指示电路。
具体实施方式
[0024]通过下面的实施例可以详细的本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振式水深传感器模块,与外接谐振水位传感器(1)配合,用于液体深度的精确测量;其特征是:包括耦合网络(2)、双路反相器(3)、分压输出电路(4)、MCU(5);所述耦合网络(2)、双路反相器(3)、分压输出电路(4)、MCU(5)依序连接,构成谐振式水深传感器模块。2.根据权利要求1所述一种谐振式水深传感器模块,其特征是:所述谐振水位传感器(1)设有A、B、C三个输出端;其中谐振水位传感器(1)的输出端C接地;所述耦合网络(2)包括串接的R1、R2、R3三个电阻,R1、R2的一端分别与谐振水位传感器(1)的A、B端连接,R1、R2与R3的公共连接端与双路反相器(3)连接;所述双路反相器(3)包括反向器A、反向器B;其中反向器A的输入端与R1和R3的公共连接端连接,反向器A的输出端与R2和R3的公共连接端连接;所述反向器B的输入端与反向器A的输入端连接,反向器B的输出端输出整形后的矩形波信号,经分压输出电路(4)与MCU(5)连接。3.根据权利要求2所述一种谐振式水深传感器模块,其特征是:所述分压输出电路(4)包...

【专利技术属性】
技术研发人员:宁昭凯赵晨东张采风
申请(专利权)人:洛阳冠拓电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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