一種可現(xiàn)場校準(zhǔn)的電容式液位傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可現(xiàn)場校準(zhǔn)的電容式液位傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式液位傳感器，通過采集電容兩極間的感應(yīng)變化，輸出對應(yīng)的模擬數(shù)值。電容式液位傳感器的初始電容值(無液體時)只與傳感器長度本身有關(guān)，長度越長，其初始電容值越大。傳感器感應(yīng)到液體時，隨著液體上升，其電容值也隨著上升，并成線性變化，液體上升到最高點時，其電容值也最大。滿程時的實際電容值，與傳感器的長度有關(guān)，長度越長，其滿程電容值越大，同時也與被檢測的液體的介電常數(shù)有關(guān)，被檢測的液體介電常數(shù)不一樣，傳感器的滿程電容值也不一樣。
[0003]目前，市面上流行的液位傳感器都是在廠內(nèi)已校準(zhǔn)好，無法在現(xiàn)場重新校準(zhǔn)；當(dāng)廠內(nèi)校準(zhǔn)的介質(zhì)和客戶實際使用的介質(zhì)稍有不同時，或者因為長度有誤差，客戶需根據(jù)實際安裝情況更改傳感器長度時，都將影響起始電容值以及滿程電容值，使得零點輸出和滿量程輸出都將發(fā)生變化，影響輸出精度，必須返回廠家，重新校準(zhǔn)，給用戶帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種安裝調(diào)試效率高、校準(zhǔn)成本低的可現(xiàn)場校準(zhǔn)的電容式液位傳感器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種可現(xiàn)場校準(zhǔn)的電容式液位傳感器，包括5V電源模塊、3.3V電源模塊、MCU微處理模塊、模擬信號輸出模塊、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊、電容采集與調(diào)理模塊；所述3.3V電源模塊、模擬信號輸出模塊、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊、電容采集與調(diào)理模塊分別與MCU微處理模塊相連，所述5V電源模塊分別與3.3V電源模塊、模擬信號輸出模塊、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊和電容采集與調(diào)理模塊相連；所述5V電源模塊用于給模擬信號輸出模塊、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊和電容采集與調(diào)理模塊供電；所述3.3V電源模塊用于給MCU微處理模塊供電；所述MCU微處理模塊用于數(shù)據(jù)的運算與處理；所述模擬信號輸出模塊用于輸出模擬的電流或電壓信號；所述校準(zhǔn)觸發(fā)模塊用于觸發(fā)MCU微處理模塊對傳感器進行零點校準(zhǔn)和滿程校準(zhǔn)；所述電容采集與調(diào)理模塊用于采集電容變化，并將采集到的電容變化換算成對應(yīng)的液位信號，并將液位信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
[0006]進一步，所述校準(zhǔn)觸發(fā)模塊包括零點校準(zhǔn)觸發(fā)電路和滿程校準(zhǔn)觸發(fā)電路，所述零點校準(zhǔn)觸發(fā)電路包括第一上拉電阻R1、第一限流電阻R2、第一電容Cl、第一二極管D1、第二二極管D2，第一上拉電阻Rl為MCU微處理模塊內(nèi)部的上拉電阻，第一上拉電阻Rl的一端與3.3V電源模塊的正極相連，另一端與MCU微處理模塊的第一 1端口 GP1l相連；第一電容Cl的一端與MCU微處理模塊的第一 1端口 GP1l相連，另一端接地；第一二極管Dl的陰極與MCU微處理模塊的第一 1端口 GP1l相連，陽極接地；第二二極管D2的陽極與MCU微處理模塊的第一 1端口 GP1l相連，陰極與5V電源模塊的正極相連；第一限流電阻R2的一端與MCU微處理模塊的第一 1端口 GP1l相連；傳感器零點校準(zhǔn)時，第一限流電阻R2的另一端接地，傳感器正常使用時，第一限流電阻R2的另一端懸空；
所述滿程校準(zhǔn)觸發(fā)電路包括第二上拉電阻R3、第二限流電阻R4、第二電容C2、第三二極管D3、第四二極管D4，第二上拉電阻R3為MCU微處理模塊內(nèi)部的上拉電阻，第二上拉電阻R3的一端與3.3V電源模塊的正極相連，另一端與MCU微處理模塊的第二 1端口 GP102相連；第二電容C2的一端與MCU微處理模塊的第二 1端口 GP102相連，另一端接地；第三二極管D3的陰極與MCU微處理模塊的第二 1端口 GP102相連，陽極接地；第四二極管D4的陽極與MCU微處理模塊的第二 1端口 GP102相連，陰極與5V電源模塊的正極相連；第二限流電阻R4的一端與MCU微處理模塊的第二 1端口 GP102相連；傳感器滿程校準(zhǔn)時，第二限流電阻R4的另一端接地，傳感器正常使用時，第二限流電阻R4的另一端懸空。
[0007]進一步，所述第一上拉電阻Rl和第二上拉電阻R3的電阻值均為20?40ΚΩ。
[0008]進一步，所述第一限流電阻R2和第二限流電阻R4的電阻值均為6.2ΚΩ。
[0009]進一步，所述第一電容Cl和第二電容C2的電容值均為luF。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下:
設(shè)有校準(zhǔn)觸發(fā)模塊，觸發(fā)MCU微處理模塊進行零點校準(zhǔn)和滿程校準(zhǔn)，本發(fā)明可在現(xiàn)場校準(zhǔn)，避免返回廠家校準(zhǔn)，給用戶提供方便，可以提高安裝調(diào)試效率，降低校準(zhǔn)成本。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施例的電路框圖。
[0012]圖2是圖1所示實施例的零點校準(zhǔn)觸發(fā)電路的電路原理圖。
[0013]圖3是圖1所示實施例的滿程校準(zhǔn)觸發(fā)電路的電路原理圖。
[0014]圖4是圖1所示實施例的零點校準(zhǔn)流程圖。
[0015]圖5是圖1所示實施例的滿程校準(zhǔn)流程圖。
[0016]圖中:1 一5V電源模塊，2 — 3.3V電源模塊，3—MCU微處理模塊，4一模擬信號輸出模塊，5—校準(zhǔn)觸發(fā)模塊，6—電容采集與調(diào)理模塊，Rl—第一上拉電阻，R2—第一限流電阻，Cl一第一電容，Dl —第一二極管，D2—第二二極管，GP1l—第一 1端口，R3—第二上拉電阻，R4—第二限流電阻，C2—第二電容，D3—第三二極管，D4—第四二極管，GP102—第二 1端口。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0018]參照圖1，本實施例包括5V電源模塊1、3.3V電源模塊2、MCU微處理模塊3、模擬信號輸出模塊4、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5、電容采集與調(diào)理模塊6 ;3.3V電源模塊2、模擬信號輸出模塊4、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5、電容采集與調(diào)理模塊6分別與MCU微處理模塊3相連，5V電源模塊I分別與3.3V電源模塊2、模擬信號輸出模塊4、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5和電容采集與調(diào)理模塊6相連。
[0019]5V電源模塊I用于給模擬信號輸出模塊4、校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5和電容采集與調(diào)理模塊6供電。
[0020]3.3V電源模塊2用于給MCU微處理模塊3供電。
[0021]MCU微處理模塊3用于數(shù)據(jù)的運算與處理。
[0022]模擬信號輸出模塊4用于輸出模擬的電流或電壓信號。
[0023]校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5用于觸發(fā)MCU微處理模塊3對傳感器進行零點校準(zhǔn)和滿程校準(zhǔn)。
[0024]電容采集與調(diào)理模塊6用于采集電容變化，并將采集到的電容變化換算成對應(yīng)的液位信號，并將液位信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
[0025]產(chǎn)品處于正常工作模式時，由5V電源模塊I和3.3V電源模塊2提供電源，電容采集與調(diào)理模塊6采集電容變化，并將采集到的電容變化換算成對應(yīng)的液位信號，并將液位信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入到MCU微處理模塊3，MCU微處理模塊3將采集到的信號進行處理，輸出到模擬信號輸出模塊4，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓信號輸出；產(chǎn)品處于校準(zhǔn)模式時，校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5用于觸發(fā)MCU微處理模塊3對傳感器進行零點校準(zhǔn)和滿程校準(zhǔn)。
[0026]校準(zhǔn)觸發(fā)模塊5包括零點校準(zhǔn)觸發(fā)電路和滿程校準(zhǔn)觸發(fā)電路，參照圖2，零點校準(zhǔn)觸發(fā)電路包括第一上拉電阻R1、第一限流電阻R2、第一電容Cl、第一二極管D1、第二二極管D2，第一上拉電阻Rl為MCU微處理模塊3內(nèi)部的上拉電阻，第一上拉電阻Rl的一端與3.3V電源模塊3的正極相連，另一端與MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l相連；第一電容Cl的一端與MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l相連，另一端接地；第一二極管Dl的陰極與MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l相連，陽極接地；第二二極管D2的陽極與MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l相連，陰極與5V電源模塊I的正極相連；第一限流電阻R2的一端與MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l相連；傳感器零點校準(zhǔn)時，第一限流電阻R2的另一端(Kl端)接地，傳感器正常使用時，第一限流電阻R2的另一端(Kl端)懸空。
[0027]第一 1端口 GP1l設(shè)置為輸入狀態(tài)。當(dāng)進行零點校準(zhǔn)時，將第一限流電阻R2的Kl端接地，此時第一 1端口 GP1l的輸入電壓為Rl X 3.3/ (R1+R2)，其數(shù)值范圍為0.44V?0.78V，而MCU微處理模塊3只要小于0.8V均認(rèn)為是低電平，所以一定時間的低電平能作為觸發(fā)信號，MCU微處理模塊3檢測到該信號后進行零點校準(zhǔn)。傳感器正常使用時，第一限流電阻R2的Kl端懸空，第一 1端口 GP1l的輸入電壓為3.3V的高電平。
[0028]第一上拉電阻Rl的電阻值為20?40ΚΩ，第一限流電阻R2的電阻值為6.2ΚΩ，第一電容Cl為濾波電容，其電容值為luF，起到抗干擾作用，防止誤觸發(fā)；第一二極管Dl和第二二極管D2組成雙二極管，起到穩(wěn)壓作用，主要用于保護MCU微處理模塊3的第一 1端口 GP1l，防止過壓和負(fù)壓燒損第一 1端口 GP1l。
[0029]參照圖3，滿程校準(zhǔn)觸發(fā)電路包括第二上拉電阻R3、第二限流電阻R4、第二電容C2、第三二極管D3、第四二極管D4，第二上拉電阻R3為MCU微處理模塊3內(nèi)部的上拉電阻，第二上拉電阻R3的一端與3.3V電源模塊3的正極相連，另一端與MCU微處理模塊3的第二1端口 GP102相連；第二電容C2的一端與MCU微處理模塊3的第二 1端口 GP102相連，另一端接地；