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基于FDC2214的非接触式液位检测系统的设计 被引量:1
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作者 徐振宇 吴建锋 刘伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期597-602,共6页
为解决有腐蚀性、易气化、易固化等特殊液体液位测量的问题,提出了一种基于FDC2214电容式传感器的非接触式液位测量系统。设计了由STM32F103主控芯片、FDC2214电容传感器等组成的非接触式液位测量硬件系统,通过对电容值变化量与温度的... 为解决有腐蚀性、易气化、易固化等特殊液体液位测量的问题,提出了一种基于FDC2214电容式传感器的非接触式液位测量系统。设计了由STM32F103主控芯片、FDC2214电容传感器等组成的非接触式液位测量硬件系统,通过对电容值变化量与温度的变化曲线进行数据分析,搭建了对应的温度补偿系统。此外,系统采用卡尔曼滤波算法对测量数据进行滤波处理,有效地提高了系统的测量精度和稳定性。实验测试结果表明:液位测量系统对10组不同的液位进行测量,液位计灵敏度为190.5 pF/m;液位测量系统可以在不改变液体容器结构的情况下完成液位测量;卡尔曼滤波算法可以有效提高液位计的测量精度和稳定性。 展开更多
关键词 液位检测 FDC2214 卡尔曼滤波 电容传感器 非接触式
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准确检测液位的光纤Bragg光栅弹性膜片传感器
2
作者 杜锋 姚建南 +3 位作者 陶奕霏 许愿 丁超 刘洋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期794-800,共7页
为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_... 为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_1和FBG_2固定在弹性膜片表面。FBG_1用于监测液位高度和温度。将FBG_2封装在不锈钢毛细管中进行温度检测,消除液相温度变化对液位测量的负面影响。为了提高传感器检测液位的线性度,实验研究了弹性膜片厚度对液位测量结果的影响,并在此基础上研究了液位变化率和外部振动对液位测量精度的影响。结果表明,当弹性膜片厚度为2 mm时,传感器检测液位的线性范围为0~380 cm,灵敏度为(19.65±6.3)pm/cm。该传感器可在0~100 cm/min液位变化速率和0~5.27 mm/s外部振动强度范围内准确监测液位,最大检测误差为7.2%。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅 液位传感器 测量范围 精度 灵敏度
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基于微波原理的高精度液位传感器
3
作者 崔志刚 刘锦程 +2 位作者 鲁恩龙 赵绪新 张琦 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期262-268,共7页
本文提出并演示了一种基于微波谐振原理的带有电阻消能结构的高精度液位传感器,在0~50 mm的量程范围内,分辨率可达微米级。微波谐振原理传感器第一反射点是传感器自带的固定点,第二反射点为液面,即为可变点,两反射点之间形成谐振腔结构... 本文提出并演示了一种基于微波谐振原理的带有电阻消能结构的高精度液位传感器,在0~50 mm的量程范围内,分辨率可达微米级。微波谐振原理传感器第一反射点是传感器自带的固定点,第二反射点为液面,即为可变点,两反射点之间形成谐振腔结构。当液面的高度发生变化时,第二反射点发生移动,会导致两个反射点之间的距离发生变化,因此改变谐振腔长,通过测量谐振腔长的大小即可确定液位的变化量。同时,所加入的电阻在提高量程范围的基础上,还大幅提升了频谱质量和测量精度。实验结果表明,该液位传感器在0~50 mm的量程范围内具有1μm数量级的分辨率和-1.927 2 mm/mm(谐振波长变化/液位)的灵敏度。该新型微波液位传感器具有机械鲁棒性强、易于制造、成本低和高分辨率等优点,有望应用于水利水电的量水堰监测等领域。 展开更多
关键词 微波 谐振腔 内外导体 反射点 液位传感器
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双闭环比值控制系统传感器故障诊断方法
4
作者 王伽豪 那文波 +2 位作者 刘志威 昝琪 王铮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1252-1263,共12页
双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立... 双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立故障检测模型;利用传感器故障传播的滞后特性建立故障定位模型;利用突变故障的幅值特性建立了故障估计模型;利用故障调节动态过程的变化趋势建立了故障分离模型;通过在线数据标定获得了故障诊断动态模型。通过实验验证该方法的有效性和高精度。研究结果表明,所提方法适用于一般双闭环比值控制系统传感器的实时故障诊断,其中故障检测准确率可达98.5%,故障定位准确率可达98.5%,故障估计准确率可达99.28%,故障分离准确率可达98%。 展开更多
关键词 传感器 故障诊断 双闭环比值控制系统 数据驱动 液位系统
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C8051F020在磁致伸缩液位传感器中的应用 被引量:10
5
作者 李一博 金翠云 +1 位作者 靳世久 王立坤 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期219-221,共3页
本文采用美国 Cygnal公司最新推出的 C80 5 1F0 2 0单片机 ,利用其速度快、功耗低、运算处理能力强以及有高速信号捕捉功能等特点 。
关键词 C8051F020 磁致伸缩 液位 传感器
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磁致伸缩液位传感器机理研究 被引量:23
6
作者 任波 陈祥光 +2 位作者 姜波 余向明 张晓钟 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期15-18,共4页
详细介绍磁致伸缩原理,深入分析磁致伸缩原理在位移和液位检测中的具体应用,重点讨论磁致伸缩液位传感器的总体结构、波导管的结构、材料的选择以及回波接收的原理并给出了接收装置的方案,分析时间检测原理和方法,提出实现高精度测量传... 详细介绍磁致伸缩原理,深入分析磁致伸缩原理在位移和液位检测中的具体应用,重点讨论磁致伸缩液位传感器的总体结构、波导管的结构、材料的选择以及回波接收的原理并给出了接收装置的方案,分析时间检测原理和方法,提出实现高精度测量传感器的温度补偿和抗干扰措施。通过以上机理分析对传感器的设计和应用提供理论指导。 展开更多
关键词 磁致伸缩 液位传感器 工作原理 液位测量
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磁致伸缩液位传感器检测信号影响因素分析及实验研究 被引量:15
7
作者 孙英 靳辉 +2 位作者 郑奕 翁玲 王博文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1607-1613,共7页
磁致伸缩液位传感器作为液位测量装置,其检测信号对磁致伸缩液位传感器性能产生直接的影响,因此检测信号影响因素分析对优化传感器的性能至关重要。本文从检测线圈结构和脉冲电流参数对检测信号的影响进行讨论,建立了基于检测线圈的等... 磁致伸缩液位传感器作为液位测量装置,其检测信号对磁致伸缩液位传感器性能产生直接的影响,因此检测信号影响因素分析对优化传感器的性能至关重要。本文从检测线圈结构和脉冲电流参数对检测信号的影响进行讨论,建立了基于检测线圈的等效电路模型,使得在确立线圈结构参数时有了理论依据;观察检测信号波形变化趋势,得到感应信号随影响因素的变化曲线,从而得出液位传感器最优参数。优化后的液位传感器,提高了检测信号的抗干扰能力及其稳定性。该研究结果为磁致伸缩液位传感器的优化设计提供理论基础与指导。 展开更多
关键词 液位传感器 磁致伸缩 检测信号 影响因素
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新型液位检测技术的现状与发展趋势 被引量:43
8
作者 杨朝虹 李焕 《工矿自动化》 2009年第6期61-64,共4页
文章介绍了工业生产过程中采用的光纤液位计、磁致伸缩液位计、音叉液位限位开关、差压式液位计、雷达液位计、伺服型浮子液位计等几种较新的液位检测仪表及其检测方法,并对几种液位计的特点进行了分析比较。文章最后指出,液位自动检测... 文章介绍了工业生产过程中采用的光纤液位计、磁致伸缩液位计、音叉液位限位开关、差压式液位计、雷达液位计、伺服型浮子液位计等几种较新的液位检测仪表及其检测方法,并对几种液位计的特点进行了分析比较。文章最后指出,液位自动检测技术一方面需采用新的测量原理,开发新的液位检测仪表,扩大检测的手段,另一方面需朝着微机化和智能化方向发展。 展开更多
关键词 液位检测 液位计 液位传感器 自动检测
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电容式液位测量系统的设计 被引量:29
9
作者 招惠玲 周美娟 胡远忠 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期40-42,共3页
电容式液位测量系统是基于改变介电常数时,电容器的电容量变化的原理来测量液位的。利用电容式传感器,ADC0809,8031,2764,8155单片机和LED数码管等组成测量系统,对煤油的液位进行测量。它具有设定液位、显示当前液位和声光报警的功能。... 电容式液位测量系统是基于改变介电常数时,电容器的电容量变化的原理来测量液位的。利用电容式传感器,ADC0809,8031,2764,8155单片机和LED数码管等组成测量系统,对煤油的液位进行测量。它具有设定液位、显示当前液位和声光报警的功能。实验表明:该系统能对导电液体的液位测量,并具有结构简单、成本低、性能稳定等优点。 展开更多
关键词 液位测量 电容式传感器 单片机 LED数码管
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光电液位传感器及其在桥梁挠度自动测量中的应用 被引量:14
10
作者 熊先才 章鹏 +3 位作者 苻欲梅 朱永 陈伟民 张永兴 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第4期260-264,共5页
挠度是反映桥梁线性变化的重要参数,光电液位传感器是一种新型的连通管液位检测传感器,它的测量精度能达到0.1mm。将光电液位传感器、连通管、485总线、RS485/232转换卡、计算机等组成桥梁挠度自动测量系统,能够对大型桥梁挠度进行多点... 挠度是反映桥梁线性变化的重要参数,光电液位传感器是一种新型的连通管液位检测传感器,它的测量精度能达到0.1mm。将光电液位传感器、连通管、485总线、RS485/232转换卡、计算机等组成桥梁挠度自动测量系统,能够对大型桥梁挠度进行多点、长期、在线、远程、自动监测且不受桥梁现场高尘、高湿和浓雾的影响。目前,该系统已经成功应用到重庆大佛寺长江大桥上,测量结果表明可以准确获取桥梁的挠度信息,测量的挠度值能够真实反映桥梁的挠度变化,是一种有效的桥梁挠度自动测量方法。 展开更多
关键词 光电液位传感器 连通管 挠度测量 桥梁监测
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基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪的研究 被引量:7
11
作者 孙明明 王剑锋 +1 位作者 金永兴 董新永 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1560-1564,共5页
研究了一种基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪,进行了液位和曲率的测量实验,利用错位结构将纤芯模式激发到包层,包层模式经过花生形结构被耦合到纤芯与原有的纤芯模式发生干涉。包层模式对外界物理量如折射率、应力的变化敏... 研究了一种基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪,进行了液位和曲率的测量实验,利用错位结构将纤芯模式激发到包层,包层模式经过花生形结构被耦合到纤芯与原有的纤芯模式发生干涉。包层模式对外界物理量如折射率、应力的变化敏感,导致透射光谱漂移。波谷波长的漂移量与液位和曲率的变化成线性关系,利用波谷的漂移实现液位和曲率的测量。在液位实验中,在水位变化范围为1.00~5.00cm时,波谷向短波方向漂移,灵敏度最高为-0.68nm·cm^(-1),线性拟合度为0.995 4。在曲率实验中,曲率的变化范围为0.3~1.2 m^(-1)时,波谷向长波方向漂移,灵敏度最高为22.47nm·m,线性拟合度为0.986 4,表现出较高的灵敏度。错位结构和花生形结构被用于组成马赫-曾德干涉仪,用普通的光纤熔接机和普通单模光纤即可熔接,结构和制作方法简单,灵敏度高,尤其在曲率的测量中表现出较高的灵敏度。 展开更多
关键词 光纤传感器 马赫-曾德干涉仪 液位测量 曲率测量
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基于单片机和LabVIEW的远程矿井水位监控系统设计 被引量:10
12
作者 邢雪宁 罗永刚 +1 位作者 李田泽 季画 《工矿自动化》 北大核心 2015年第1期111-113,共3页
针对现有矿井水位监控系统存在结构复杂和不能远程监控的问题,设计了基于单片机和LabVIEW的远程矿井水位监控系统,详细介绍了系统的硬件组成、上位机通信和下位机软件设计。该系统在现场利用单片机对水位进行监控并控制水泵,采用LabVIE... 针对现有矿井水位监控系统存在结构复杂和不能远程监控的问题,设计了基于单片机和LabVIEW的远程矿井水位监控系统,详细介绍了系统的硬件组成、上位机通信和下位机软件设计。该系统在现场利用单片机对水位进行监控并控制水泵,采用LabVIEW对水位进行监视并将水位信息存储在数据库中,实现了对矿井水位的远程监控。 展开更多
关键词 煤矿 水位监控 液位传感器 单片机 LABVIEW
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基于连通管原理的桥梁挠度自动监测系统 被引量:34
13
作者 曾威 于德介 +2 位作者 胡柏学 刘克明 郭建文 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期44-47,共4页
基于连通管原理,采用电感调频液位传感器、RS-485通讯技术、光纤通讯技术和计算机技术,设计了一种桥梁挠度自动监测系统,能够对桥梁挠度进行远程自动监测,且不受人为因数和环境影响.系统于2004年初安装于洞庭湖大桥,工程应用表明系统稳... 基于连通管原理,采用电感调频液位传感器、RS-485通讯技术、光纤通讯技术和计算机技术,设计了一种桥梁挠度自动监测系统,能够对桥梁挠度进行远程自动监测,且不受人为因数和环境影响.系统于2004年初安装于洞庭湖大桥,工程应用表明系统稳定可靠,挠度测量结果的相对误差小于5%,能有效用于桥梁挠度的长期监测. 展开更多
关键词 桥梁监测 挠度测量 连通管 电感调频传感器
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一种电容阵列式液位传感器的设计与实现 被引量:5
14
作者 刘志远 王惠玲 +2 位作者 蔡春丽 于云选 李冰冰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第5期7-9,33,共4页
通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新的电容阵列液位传感器。该传感器将电容一极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的微小电容检测电路,应用单片机XC886控制小电容器的选通、数据的采集和处理,计算出液... 通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新的电容阵列液位传感器。该传感器将电容一极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的微小电容检测电路,应用单片机XC886控制小电容器的选通、数据的采集和处理,计算出液位值,并通过CAN总线传送给上位机,实现实时监测。实测结果表明:该传感器受温度影响小、精度高、输出稳定,精度优于1%FS,零点漂移小于2×10-5FS/℃. 展开更多
关键词 传感器 电容阵列 液位 充放电
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磁致伸缩液位传感器的电路设计及性能分析 被引量:17
15
作者 颜庆伟 赵玉龙 蒋庄德 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期777-780,共4页
介绍了磁致伸缩液位传感器的结构、工作机理以及电路模块化的实现方法,研究实现了脉冲电流发射、回波接收、差模电压放大、脉宽调制、电压调整电路的模块化设计。分析了影响传感器精度和稳定性的可能因素,给出了液位传感器的实验数据,... 介绍了磁致伸缩液位传感器的结构、工作机理以及电路模块化的实现方法,研究实现了脉冲电流发射、回波接收、差模电压放大、脉宽调制、电压调整电路的模块化设计。分析了影响传感器精度和稳定性的可能因素,给出了液位传感器的实验数据,测试结果表明,这种模块化的液位传感器,可灵活地调整电路参数和实现同时多点测量,具有很好的动静态特性,提高了传感器的整体性能,使传感器更加智能化。 展开更多
关键词 磁致伸缩 脉宽调制 扭转弹性波 液位传感器
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一种电容阵列式液位传感器的设计与实现 被引量:6
16
作者 唐正茂 王惠玲 +2 位作者 刘志远 蔡春丽 崔体波 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第3期89-91,共3页
通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新型电容阵列式液位传感器。介绍了电容阵列式液位传感器的原理和设计方案。将电容一极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的电容检测电路,用单片机STC89C52控制传感器... 通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新型电容阵列式液位传感器。介绍了电容阵列式液位传感器的原理和设计方案。将电容一极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的电容检测电路,用单片机STC89C52控制传感器中电容器的选通、数据的采集和处理,并计算出液位值,输出转换成4~20mA电流信号。实测结果表明:该液位传感器精度可达0.3%FS,零点输出稳定,漂移小,受温度影响小,热零点漂移指标优于2×10-5FS/℃。 展开更多
关键词 传感器 电容阵列 液位 充放电
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基于超声波传感器的无线液位测量系统 被引量:16
17
作者 李敏哲 赵继印 李建坡 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第11期35-36,共2页
针对诸多行业储液罐液位测量的特点和技术要求,设计了一种基于超声波传感器的无线液位测量系统。系统由液位检测模块、无线数传模块和上位机工作站组成。传感器将接收到的信号经数据处理后由无线数传模块送上位机工作站,工作站是由VC设... 针对诸多行业储液罐液位测量的特点和技术要求,设计了一种基于超声波传感器的无线液位测量系统。系统由液位检测模块、无线数传模块和上位机工作站组成。传感器将接收到的信号经数据处理后由无线数传模块送上位机工作站,工作站是由VC设计的一个数据处理平台,具有多路液位显示、超限报警、数据存储和打印等功能。 展开更多
关键词 超声波传感器 液位测量 无线测量
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基于图像识别的喷嘴流量试验台油位检测系统 被引量:7
18
作者 谢苗 谢春雪 +1 位作者 毛君 刘治翔 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1779-1784,共6页
考虑到使用静态容积法的喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识... 考虑到使用静态容积法的喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。 展开更多
关键词 喷嘴流量试验 磁致伸缩液位传感器 图像识别 油位检测
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基于电容传感器的毛细管粘度计液位自动检测方法 被引量:10
19
作者 吴阳平 滕召胜 +1 位作者 林海军 迟海 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1061-1065,共5页
针对现有毛细管粘度计液位手动计时检测方法的不足,设计了一种电容式液位传感器,提出了基于电容式液位传感器的毛细管粘度仪自动液位检测方法。通过实时跟踪电容量的变化,采用基于极大值判别的一阶差分阈值法自动判定计时起点和计时终点... 针对现有毛细管粘度计液位手动计时检测方法的不足,设计了一种电容式液位传感器,提出了基于电容式液位传感器的毛细管粘度仪自动液位检测方法。通过实时跟踪电容量的变化,采用基于极大值判别的一阶差分阈值法自动判定计时起点和计时终点,实现毛细管粘度计的液位自动检测和自动读数,研制了智能粘度仪。结合实验结果,分析了电容式液位测量的误差因素并给出了去误差方法。智能粘度仪的实际应用表明,这种液位检测方法测量准确,抗干扰能力强,适用于重力式毛细管粘度计的液位自动检测。 展开更多
关键词 毛细管粘度仪 液位检测 电容传感器 极大值
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基于CAV444的电容式液位传感器设计与优化 被引量:11
20
作者 赵明 汤晓君 +2 位作者 张徐梁 张涛 寇福林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第1期7-9,16,共4页
文中介绍了电容式液位传感器的测量原理,提出了一种基于CAV444线性电容-电压转换芯片的电容式液位传感器设计与优化方案。该方案根据所测液位范围对应的电容值变化范围对调理电路的输出电压进行了变换,以提高传感器的灵敏度,并根据被测... 文中介绍了电容式液位传感器的测量原理,提出了一种基于CAV444线性电容-电压转换芯片的电容式液位传感器设计与优化方案。该方案根据所测液位范围对应的电容值变化范围对调理电路的输出电压进行了变换,以提高传感器的灵敏度,并根据被测信号的带宽设计了低通数字滤波器,提高了传感器的抗干扰能力。测试结果表明,该传感器性能稳定,最大非线性误差为0.75%,测量结果线性度好;引用误差为1.13%,测量准确度高,能够满足大多数工业现场实际的液位测量需求。 展开更多
关键词 液位检测 电容式传感器 CAV444 数字滤波器
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