一种基于采样电容的液位检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及液位测量技术领域，尤其是一种基于采样电容的液位检测电路。
【背景技术】
[0002] 在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度 的保持在一个给定的数值，在航空领域，飞机油箱内或液冷管路内的液位需要控制，将液位 信息传递给控制系统进行识别。目前，大部分油箱内燃油量的测量还是采用传统方法，即油 量传感器由可滑动的浮子连接一根金属杆，金属杆的尾部经由可移动的接点连接到一个可 变电阻。可变电阻一端接地，另一端连接到仪表盘的油量表上。液位的变化带动浮子运动 从而引起可变电阻阻值的变化。然而该种纯机械式的测量方法精度低，重复性误差高，且不 适用于远距离传输。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型提供一种基于采样电容的液位检测电路，W解决现有液位检测处理电 路的抗干扰性低与重复性指标低的问题，适用于航空领域中的油箱油位高度与液冷系统中 冷却液的高度测量。
[0004] 本实用新型提供一种基于采样电容的液位检测电路，包括：电容与电压转换电路、 电压调理电路和电压与电流转换电路；
[0005] 所述电容与电压转换电路的输入端连接电容探头的输出端，另一输入端连接晶体 振荡器的输出端，所述电容与电压转换电路的输出端连接所述电压调理电路的输入端；
[0006] 所述电压调理电路的输出端连接电压与电流转换电路的输入端；
[0007] 所述电压与电流转换电路的输出端连接外部控制设备。
[000引进一步地，所述电容与电压转换电路包括频压转换巧片，第一电阻、第=电阻、第 四电阻、第五电阻、第六电阻、第十一电阻、第八电容和第九电容和第十电容；所述频压转 换巧片的采集管脚连接电容探头和第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端接15V电压， 阔值管脚与第十电容和第四电阻的公共端连接，第十电容的另一端连接晶体振荡器的输出 端，第四电阻的另一端连接第=电阻和第八电容的公共端，第=电阻的另一端连接频压转 换巧片的输入管脚和第五电阻的一端，频压转换巧片的复位管脚连接第六电阻的一端；
[0009] 频压转换巧片的输出管脚连接第一电阻的一端，所述第九电容并联于第一电阻的 两端，频压转换巧片的输出管脚连接电压调理电路的输入端。
[0010] 进一步地，所述电压调理电路包括低通滤波电路和信号变换电路，所述信号变换 电路是减法电路，所述电容与电压转换电路的输出端连接所述低通滤波电路的同相输入 端，所述低通滤波电路的输出端连接所述减法电路的同相输入端，所述减法电路的反相输 入端连接第十=电阻的一端，第十=电阻的另一端连接第二稳压巧片的输出端。
[0011] 进一步地，所述低通滤波电路包括第一运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电 阻、第十一电容、第十二电容和第十五电容；
[0012] 所述电容与电压转换电路的输出端连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接 第十电阻和第十一电容的公共端，第十电阻的另一端连接第一运算放大器的同相输入端和 第十二电容，第十一电容的另一端连接第一运算放大器的输出端；所述运算放大器的反相 输入端连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述 第九电阻两端并联第十五电容。
[0013] 进一步地，所述信号变换电路包括第二运算放大器、第十二电阻、第十=电阻、第 十走电阻和第十八电阻，其中第十=电阻和第十走电阻均是可调电阻；
[0014] 所述低通滤波电路的输出端连接第十二电阻的一端，第十二电阻的另一端连接第 十走电阻的一端，第十二电阻和第十走电阻的公共端连接第二运算放大器的同相输入端；
[0015] 第十=电阻的一端连接第二稳压巧片的输出端，第十=电阻的另一端连接第二运 算放大器的反相输入端，第二运算放大器的反相输入端和输出端之间连接第十八电阻。
[0016] 进一步地，所述电压与电流转换电路包括电压与电流转换巧片、第S二极管、第 四二极管、第十六电容和第十^;:电容；
[0017] 所述电压与电流转换巧片的输入管脚连接所述电压调理电路的输出端，所述电压 与电流转换巧片的输出管脚连接所述第=二极管的阳极、第四二极管的阴极和第十走电容 的公共端，所述第=二极管的阴极连接15V电源，所述第四二极管的阳极接地，所述第十走 电容的另一端接地，所述第十六电容的一端接15V电源，另一端接地；所述电压与电流转换 巧片输出4mA?20mA标准电流信号。
[001引进一步地，包括多个电源电路；
[0019] 第一电源电路包括第一稳压巧片、第一二极管、第一稳压二极管和第一电容，28V 的电压源连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第一稳压二极管的阴极，所述第 一稳压二极管的阳极连接第一稳压巧片的输入端，第一稳压巧片的输出端连接第二稳压巧 片的输入端，第一稳压巧片输出15V电压；
[0020] 第二电源电路包括第二稳压巧片、第二电阻、第走电阻、第四电容和第五电容，第 二电阻是可调电阻；所述第四电容的一端连接第二电阻的固定触点和动触点，第二稳压巧 片的输入端连接第四电容和第二电阻的公共端，第二电阻的另一个固定触点连接第走电阻 的一端，第走电阻的另一端连接第二稳压巧片的输出端，第二电阻和第走电阻的公共端连 接第二稳压巧片的接地端，第二稳压巧片的输出端连接电压调理电路的输入端，第二稳压 巧片输出5V电压。
[0021] 进一步地，还包括第S电源电路和第四电源电路；
[0022] 第=电源电路包括第=稳压巧片、第二稳压二极管、第二电容和第=电容；所述 第=稳压巧片的输入端连接第二稳压二极管的阳极，所述第二稳压二极管的阴极和第二电 容的公共端连接所述第一稳压巧片的输出端，第二电容的另一端连接第=电容的一端，第 =电容的另一端连接第=稳压巧片的输出端，第二电容和第=电容的公共端连接第=稳压 巧片的接地端，第=稳压巧片的输出端连接晶体振荡器的输入端，第=稳压巧片输出5V电 压；
[0023] 第四电源电路包括电平转换巧片、第=稳压二极管、第六电容和第走电容；所述电 平转换巧片的电压输入端连接第=稳压二极管的阳极，所述第=稳压二极管的阴极连接第 一稳压巧片的输出端，所述电平转换巧片的储能电容正极端连接第六电容的正极，储能电 容负极端连接第六电容的负极，所述电平转换巧片的输出端连接运算放大器的负电源输入 端和第走电容的负极，第走电容的正极接地，所述电平转换巧片输出-15V电压。
[0024] 本实用新型提供一种基于采样电容的液位检测电路，通过电容与电压转换电路对 电容探头输入的电容信号与晶体振荡器输出的晶振信号作用产生一个正比于所述电容信 号的电压信号，通过电压调理电路处理输出0V?10V电压信号，该电压信号经电压与电流 转换电路作用输出4mA?20mA标准电流信号，W实现测量精度高、重复性误差低、电路抗干 扰能力强，W及信号远距离传输不衰减等目的。
【附图说明】
[0025] 图1是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的原理框图；
[0026] 图2是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的电容与电压转换电路 的电路原理图；
[0027] 图3是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的电压调理电路的电路 原理图；
[002引图4是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的电压与电流转换电路 的电路原理图；
[0029] 图5是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的电源电路的电路原理 图。
[0030] 图中；
[0031] 1.电容探头2.电容与电压转换电路3.电压调理电路
[0032] 4.电压与电流转换电路5.控制设备
【具体实施方式】
[0033] 本实用新型采用的电容探头1是利用内外同屯、的金属椿与金属管制作而成，外壁 具有若干个孔，可W自由进入液体，将金属椿与金属管通过绝缘套管隔离，从电容探头1的 内外壁各引出一根导线，形成电容的两极。由于电容探头1的电容值属于pF级弱电容，易 受到外界环境及电路板中杂散电容与线路分布电容的影响，采集起来较为困难，所W本实 用新型提供的基于采样电容的液位检测电路在采集电容信号后对其进行相应的滤波、信号 放大与调理，最终输出电流信号形式W供飞机上的控制设备5采集。
[0034] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0035] 参照图1所示，本实用新型提供一种基于采样电容的液位检测电路，包括；电容与 电压转换电路2、电压调理电路3和电压与电流转换电路4 ;
[0036] 所述电容与电压转换电路2的输入端连接电容探头1的输出端，另一输入端连接 晶体振荡器的输出端，所述电容与电压转换电路2的输出端连接所述电压调理电路3的输 入端；
[0037] 所述电压调理电路3的输出端连接电压与电流转换电路4的输入端；
[003引所述电压与电流转换电路4的输出端连接外部控制设备5。
[0039] 图2是本实用新型提供的基于采样电容的液体检测电路的电容与电压转换电路 的电路原理图；
[0040] 结合图2所示，在上述说明的基础上，所述电容与电压转换电路2可w具体由W下 元器件搭建而成。所述电容与电压转换电路2包括频压转换巧片呪，可W选择的巧片型号 是LM331，第一电阻R1、第S电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第十一电阻 R11、第八电容C8和第九电容C9和第十电容CIO ;所述频压转换巧片呪的采集管脚RC连 接电容探头1和第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接15V电压，阔值管脚 THRES与第十电容CIO和第四电阻R4的公共端连接，第十电容CIO的另一端连接晶体振荡 器U8的输出端，第四电阻R4的另一端连接第=电阻R3和第八电容C8的公共端，第=电阻 R4的另一端连接频压转换巧片呪的输入管脚IN和第五电阻R5的一端，第五电阻R5和第 八电容C8的另一端均接地，频压转换巧片呪的复位管脚服F连接第六电阻R6的一端，第 六电阻R6的另一端接地，其中CX表示电容信号；
[0041]