一种基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路的制作方法

本实用新型可以应用在传感器行业，是扩散硅水深传感器的应用领域，具体涉及一种基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路。

背景技术：

水位监测在航道船闸、码头、水库、水文站等场合起着至关重要的作用，目前国内主要采用浮子式水位计、压力式水位计、超声波水位计等作为测量工具。但浮子式水位计受水底的淤积等影响较大，不能够实时的传送数据，还需要定时的进行人工维护，耗时耗力；压力式水位计容易受温度、水流的影响，导致读数不稳定；超声波水位计可以实时的传送数据，但是投入成本比较高，安装麻烦，受传播介质的影响也比较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路，本基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路采用扩散硅投入式水深传感器，直接投入到被测量的液体中进行测量，不受水底淤积的影响，使用方便，抗干扰能力好，电路简单可靠、方便，能够完成对水深信号的实时检测，制作成本低。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路，包括传感器电路、电压细分电路、电压跟随电路和精密运算放大电路，所述传感器电路与电压跟随电路连接，所述电压跟随电路和电压细分电路均与精密运算放大电路连接；

所述传感器电路包括DZ-H扩散硅液位传感器J1、电源BT1、电阻R和电流表，所述DZ-H扩散硅液位传感器J1的一端与电源BT1的正极连接，另一端与电流表连接，所述电源BT1的负极与电阻R的一端连接，所述电阻R的另一端分别与电流表和电压跟随电路连接；

所述电压跟随电路和精密运算放大电路采用运放LM324；

所述电压细分电路包括稳压二极管D1、电阻R1、电阻R4和电位器RP1，所述稳压二极管D1的负极和电阻R1的一端均连接5V电源，所述电阻R1的另一端与电位器RP1的固定端连接，所述电位器RP1的另一固定端和电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端和稳压二极管D1的正极均连接地线，所述电位器RP1的可调端与精密运算放大电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的电压跟随电路采用运放LM324，所述运放LM324的引脚3分别与电流表和电阻R的一端连接，所述运放LM324的引脚2与运放LM324的引脚1连接且运放LM324的引脚1与精密运算放大电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的精密运算放大电路采用运放LM324，所述运放LM324的引脚9与电压跟随电路中的运放LM324的引脚1连接，所述运放LM324的引脚10分别连接有电阻R7的一端和电位器RP2的固定端，所述电阻R7的另一端分别与运放LM324的引脚8和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和运放LM324的引脚13连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电位器RP2的可调端和另一固定端均与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与运放LM324的引脚6和电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与运放LM324的引脚7和电阻R2的一端连接，所述运放LM324的引脚5与电压细分电路中的电位器RP1的可调端连接，所述电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端和运放LM324的引脚12连接，所述电阻R3的另一端与运放LM324的引脚14连接，所述运放LM324的引脚14为水深检测电路的输出端，用于连接单片机。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电源BT1为+24V直流电源。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用扩散硅投入式水深传感器（DZ-H扩散硅液位传感器），直接投入到被测量的液体中进行测量，不受水底淤积的影响，使用方便，抗干扰能力好，电路简单可靠、方便，能够完成对水深信号的实时检测，制作成本低。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图2对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种基于DZ-H扩散硅液位传感器的水深检测电路，包括传感器电路、电压细分电路、电压跟随电路和精密运算放大电路，所述传感器电路与电压跟随电路连接，所述电压跟随电路和电压细分电路均与精密运算放大电路连接；参见图2，所述传感器电路包括DZ-H扩散硅液位传感器J1、电源BT1、电阻R和电流表，所述DZ-H扩散硅液位传感器J1的一端与电源BT1的正极连接，另一端与电流表连接，所述电源BT1的负极与电阻R的一端连接，所述电阻R的另一端分别与电流表和电压跟随电路连接；所述电压跟随电路和精密运算放大电路采用运放LM324。参见图2，所述电压细分电路包括稳压二极管D1、电阻R1、电阻R4和电位器RP1，所述稳压二极管D1的负极和电阻R1的一端均连接5V电源，所述电阻R1的另一端与电位器RP1的固定端连接，所述电位器RP1的另一固定端和电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端和稳压二极管D1的正极均连接地线，所述电位器RP1的可调端与精密运算放大电路连接。电压细分电路通过稳压管D1进行稳压，以及R1、RP1、R4进行分压，组成细分电路，起到调零补偿的作用。

本实施例中，参见图2，所述的电压跟随电路采用运放LM324，所述运放LM324的引脚3分别与电流表和电阻R的一端连接，所述运放LM324的引脚2与运放LM324的引脚1连接且运放LM324的引脚1与精密运算放大电路连接。电压跟随电路通过运放LM324（U4）进行实现。LM324属于四运算放大器，电压跟随电路和精密运算放大电路采用同一个四运算放大器LM324中不同的运放实现各自的功能。

本实施例中，参见图2，所述的精密运算放大电路采用运放LM324，所述运放LM324的引脚9与电压跟随电路中的运放LM324的引脚1连接，所述运放LM324的引脚10分别连接有电阻R7的一端和电位器RP2的固定端，所述电阻R7的另一端分别与运放LM324的引脚8和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和运放LM324的引脚13连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电位器RP2的可调端和另一固定端均与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与运放LM324的引脚6和电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与运放LM324的引脚7和电阻R2的一端连接，所述运放LM324的引脚5与电压细分电路中的电位器RP1的可调端连接，所述电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端和运放LM324的引脚12连接，所述电阻R3的另一端与运放LM324的引脚14连接，所述运放LM324的引脚14为水深检测电路的输出端，用于连接单片机。

本实施例的水深检测电路主要是通过DZ-H扩散硅水深传感器进行设计，如图2所示，DZ-H扩散硅水深传感器作为整个系统的检测元件，需要+24V直流电源BT1进行供电，可以输出4~20mA的电流信号，水深与电流的大小成正比的关系，我们通过250Ω的采样电阻R进行电压采集，将4~20mA的电流信号转化为1~5V的直流电压信号。为了减去1V的直流偏置信号，本实施例采用4.7V的稳压管D1和电阻R1、R4、电位器RP1组成电压细分电路，来对电路进行零点补偿，通过调节电位器RP1，可以精确的调节至1V，然后送给由运放LM324（U1，U2，U3）组成的精密运算放大电路，此精密运算放大电路可以将1~5V的电压信号中的1V偏置信号减掉。同时，通过调节电位器RP2的阻值，可以改变放大倍数，将作差后0~4V的电压信号再转化为0~5V电压信号输出，然后将电压信号输出给CPU（单片机），可以计算出水深值。经过测试，整个电路电容变化范围宽、抗干扰性好、工作稳定、灵敏度高，具有重要意义。

测试表明，此电路可以对水深进行很好的测量，将相应的水深转化电流信号，然后通过采样电阻转化为电压信号，在通过电压细分电路和精密放大电路对信号进行调理，最后转化为0~5V标准电压信号，送给CPU进行处理。此电路可推广至对其它液位的测量，精度高、信号变化范围宽、工作可靠，具有较高的实际应用价值。本实施例的DZ-H扩散硅液位传感器可以直接投入到被测量的液体中进行测量，然后通过外部的电路（电压细分电路、电压跟随电路和精密运算放大电路）进行信号处理，不受水底淤积的影响，制作成本低，使用方便，抗干扰能力好。对扩散硅水深传感器的应用具有重要意义。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。