基于AT89S51單片機(jī)的控制系統(tǒng)在超聲波液位測(cè)控裝置中的應(yīng)用

1、基于AT89S51單片機(jī)的控制系統(tǒng)在超聲波液位測(cè)控裝置中的應(yīng)用基于AT89S51單片機(jī)的控制系統(tǒng)在超聲波液位測(cè)控裝置中的應(yīng)用摘 要：液位是現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)中最根本和最常見的參數(shù)之一，尤其在飲料、發(fā)酵、溶液過濾等產(chǎn)業(yè)中，液位必需要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。超聲波液位測(cè)控裝置是利用超聲波準(zhǔn)確測(cè)距，經(jīng)超聲波傳感器將信號(hào)反響給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥開度來實(shí)現(xiàn)液位控制的裝置。單片機(jī)作為現(xiàn)代自動(dòng)控制的核心技術(shù)之一，在現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)中的應(yīng)用越來越廣泛。本文闡述了如何將以AT89S51單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)應(yīng)用到超聲波液位測(cè)控裝置中，旨在進(jìn)步裝置的可靠性和自控精度，從而進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹?/p>

2、機(jī)控制系統(tǒng) 超聲波液位測(cè)控裝置 可靠性 自控精度 工作效率1、引言長(zhǎng)期以來，如何實(shí)現(xiàn)消費(fèi)中液位的準(zhǔn)確控制，一直困擾著人們。傳統(tǒng)的液位測(cè)控裝置，由于工藝陳舊、技術(shù)程度低下等因素，導(dǎo)致測(cè)控精度很差，控制調(diào)節(jié)反響滯后，結(jié)果影響了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程，造成大量廢料輸出，使得原料大量浪費(fèi)。將單片機(jī)應(yīng)用到液位測(cè)控裝置不僅可以進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性而且可以使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，方便安裝，功耗減小等。2、超聲波液位測(cè)控裝置介紹2.1 超聲波測(cè)距利用超聲波檢測(cè)或感知物體時(shí)，具有非破壞性、遙控性、實(shí)時(shí)性、可穿透性等優(yōu)點(diǎn)，因此利用超聲波測(cè)距非常方便。通常工程中用到的方法主要有兩種：直接測(cè)距法和反射測(cè)距法。 S=vt0

3、(1) (2)反射測(cè)距法；反射測(cè)距法的根本原理是將超聲波發(fā)射器和接收器同時(shí)裝于容器頂部的同一高度，利用超聲波遇到不同物質(zhì)界面反射的特性，記錄超聲波發(fā)射器發(fā)出信號(hào)和接收器收到信號(hào)的時(shí)間t2、t3，得到時(shí)間差t0，利用公式：S=vt0/2 (2)得到液面到容器頂端的間隔 ，其中t0=t3-t2。 1.2 超聲波傳感器利用超聲波完成測(cè)距得到的信號(hào)，需要反響給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)判斷后決定是否對(duì)液位進(jìn)展調(diào)節(jié)。如何將測(cè)距信號(hào)反響至控制系統(tǒng)呢，這就需要超聲聲波傳感器來發(fā)揮作用了。超聲波傳感器即超聲波換能器，它的主要功能是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)或?qū)⒊暡ㄐ盘?hào)轉(zhuǎn)化為其他容易檢測(cè)到的能量信號(hào)。在液位測(cè)

4、控裝置中，它主要是完成電能和超聲波能量的互相轉(zhuǎn)換。2、單片機(jī)控制技術(shù)在超聲波液位測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用在進(jìn)展液位調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)的主要目的是保持液位恒定，而液位是否恒定是由容器內(nèi)的壓強(qiáng)是否恒定決定的，而壓強(qiáng)的恒定與否那么是由容器的開關(guān)閥開度大小決定的，因此可以說閥門一定開度對(duì)應(yīng)著液位一定高度。假設(shè)想保持液位恒定，只要將實(shí)測(cè)液位值與設(shè)定值進(jìn)展必較，利用兩者偏向并且經(jīng)一定算法來控制管道閥門的開度即可。值得一提是只有當(dāng)偏向超過一定設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)才會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)閥門開度進(jìn)展調(diào)節(jié)。2.1 基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)整個(gè)液位測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)造可以分為超聲波液位檢測(cè)電路、液位控制電路、鍵盤電路和顯示電路。系統(tǒng)的構(gòu)造

5、流程如圖1所示。2.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件流程分析 3、系統(tǒng)調(diào)試3.1 硬件部分超聲波測(cè)距裝置安裝時(shí)應(yīng)保持兩個(gè)換能器中心軸線平行，相距48厘米為宜。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，以進(jìn)步其抗干擾才能。適當(dāng)調(diào)整與換能器并接的濾波電容大小，可以獲得適宜的接收靈敏度和抗干擾才能。3.2 軟件部分硬件部分調(diào)試好以后，將程序編譯好以后下載到單片機(jī)試運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況，修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的時(shí)間間隔。調(diào)試完成以后，對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)性進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其到達(dá)實(shí)際使用的測(cè)量要求。4、結(jié)語(yǔ)超聲波液位測(cè)控系統(tǒng)由于應(yīng)用了先進(jìn)的單片機(jī)控制技術(shù)，經(jīng)過驗(yàn)證該系統(tǒng)是合理的液位檢測(cè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，這種合理性還表如今能耗小，安裝方便等方面，正是由于這種合理性保證了超聲波液位測(cè)控系統(tǒng)的高可靠性。參考文獻(xiàn) 2李光弟.單片機(jī)根底M.北京:北京航天航空大學(xué)出版社,2021,30-323袁希光.傳感器技