题目：反应釜液位控制电路课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室：测控技术与仪器 学 号 学生姓名 专业班级 设计题目 反应釜液位控制电路 设计任务： 采用电容式液位传感器设计一个控制电路，设计放大、电压比较和输出控制电路等信号处理电路；关闭进料电磁阀。用于测量和控制反应釜内为粘稠的胶状液体的高度。进行电路仿真；或进行电路板焊接，电路板完成后采用万用表检测输出电压值即可。 设计要求： 反应釜内为粘稠的胶状液体，液体的温度基本恒定保持为30℃。采用电容式液位传感器，设计传感器放大电路，将液位信号转变为标准电压信号，利用电压比较器和与反应釜设定的液位（电压表示）相比较，（液位高度2米，设定液位为1米）。液位高于液位上限时，关闭进料电磁阀。 说明书要求： 1. 格式规范，符合学校要求； 2. 说明书中应有液位控制电路设计方法比较与论证方案，电路原理及具体的实现方案，电路器件型号、参数等；自行设计，焊接电路板。 3. 硬件电路应由protel绘制；不能采用单片机设计。 4. 按规则格式，撰写、打印设计说明书一份，详细阐述系统的设计过程，字数应在4000字以上。 1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天） 2、选择相应的传感器、设计硬件电路图。（2天） 3、计算器件参数、选择元器件型号绘制硬件电路图。（3天） 4、仿真调试或硬件电路板焊接、调试。（2天） 5、撰写、打印设计说明书（1天） 平时： 论文质量： 答辩： 指导教师签字： 总成绩： 年 月 日 课程设计（论文）任务注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
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工作计划指导教师评语及成绩
摘要
液位的检测在现代工业生产过程中具有重要的地位。一方面通过液位的检测可确定容器里的原料、半成品或成品的数量，以保证能连续供应生产中各个环节所需的物料或进行经济核算；另一面是通过检测，连续监测或调节容器内流入和流出物料的平衡，使之保持在一定的高度，使生产正常进行，以保证产品的质量、产量和安全。
本设计主要为了控制反应釜液位高度而设计，全部采用模拟电路进行设计，没有采用任何数字芯片，选用电容式液位传感器进行设计，设计包括传感器检测信号、放大、滤波、电压比较和输出控制等信号处理电路，当液位到达某一上限值后将电磁阀关闭等动作。整个设计中运用了很多信号转换电路，帮助初学者很好的了解测控电路的基本知识与基本的模拟电路设计。
关键词：液位、电容式传感器、反应釜、模拟电路；
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目 录
第一章 绪论 .................................................................................................................. 1 第二章 课程设计方案论证 .......................................................................................... 2
2.1 系统设计原理 ................................................................................................ 2 2.2 系统电路设计方案对比 ................................................................................ 2 2.3 系统整体框图设计 ........................................................................................ 3 第三章 整体硬件电路设计 .......................................................................................... 4
3.1 反应釜的介绍 ................................................................................................ 4 3.2 传感器设计 .................................................................................................... 4
3.2.1传感器原理 ......................................................................................... 4 3.2.2 传感器的组成 .................................................................................... 5 3.2.3 测量原理 ............................................................................................ 5 3.2.3 直流稳定电路设计 ............................................................................ 6 3.2.4将电容转化成电信号部分 ................................................................. 7 3.2.5电信号放大电路设计 ......................................................................... 8 3.2.6 电压比较电路设计 ............................................................................ 8 3.2.7 控制电路设计 .................................................................................... 9
第四章 测试与仿真 .................................................................................................... 10
4.1 仿真的发展与其意义 .................................................................................. 10 4.2 仿真的步骤 .................................................................................................. 11 4.3 本设计的仿真 .............................................................................................. 11
4.3.1 降压电路的仿真 .............................................................................. 11 4.3.2 稳压电路仿真 .................................................................................. 12 4.3.3 传感器电压仿真 .............................................................................. 13 4.3.4 放大电路的仿真 .............................................................................. 14 4.3.5电压比较器的仿真 ........................................................................... 15
第五章 课设总结 ........................................................................................................ 17 参考文献 ...................................................................................................................... 18 附 录 ........................................................................................................................ 19
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本科生课程设计（论文）
第一章 绪论
在科学技术高速发展的现代社会中，人类已进入瞬息万变的信息时代。人们在日常生产、生活过程中，主要依靠检测技术来对信息进行获取、传输和处理。在现代工业生产中，主要依靠检测技术来实现自动控制、自动调节，它是自动控制系统的感受器官，通过这个感受器官了解他们的特性、状态的物理量，如电压、电流、温度、压力、流量、液位、成分等信息。对这些信息参数大小、变化速度等进行监督和控制，就能是生产过程处于最佳状态，做到安全、经济，最终达到预期的结果。
液位的检测在现代工业生产当中是一个重要参数，检测并控制液位能更好的进行工业生产，达到安全、经济、方便快捷。本设计即为工业反应釜液位实时监测系统，为了对液位这一参量达到更好的检测与内部溶液的要求，本设计选用电容式液位传感器，电容式传感器电路结构简单、实用，易于现场控制，并且由于它的测量原理使它可以适用于各种导电、非导电液体的液位或粉状料位的远距离连续测量和指示。
随着数字电子电路的广泛发展，以及相比之下在某些领域数字电路能更好的代替模拟电路，使得模拟电路的设计渐渐的走出人们视线，这是一个错误的观点，模拟电路更不能让我们初学者忽视，并且我们要更好的了解掌握模拟电路，它是电子电路的基础，是学习的基本掌握要求。本设计就以模拟电路为主要设计出发点来设计整个系统。整体看来，本设计并不是很完美，含有很多方面的缺点，相对现在工业上使用的系统有些落后，但这个设计能很好的传授基础设计理念。
本系统电路设计包括信号放大电路设计、滤波电路设计、信号转换电路设计、电压比较电路与输出控制电路设计，其中还包括很多基本的模拟电路设计，很多基本器件的使用规则，并且整个电路设计与控制不含有数字电路部分（不含有数字控制芯片），能更好的方便初学者了解并掌握模拟电路的基础与模拟电路的设计。
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本科生课程设计（论文）
第二章 课程设计方案论证
2.1 系统设计原理
由于工业反应釜多为圆筒式机械结构，因此本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。由于从传感器得出的电压一般在0~30mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大。从放大电路出来的是模拟量，在对此信号进行滤波等处理，最终将稳定的电压信号与反应釜设定的电压值进行电压比较，输出两种情况的电压值来触发电磁阀的开关。
2.2 系统电路设计方案对比
由于对液位检测的传感器众多，但此设计规定为电容式传感器，但其后的信号转换与处理电路方案需要自行设计，所以需要选出最佳方案。
电容式液位传感器需要将电容值转换为电压值或者频率值，这需要设计信号转换电路，电容式转换电路重要为C/F与C/V两种转换，电路方案很多，如电桥平衡式、振荡器式、谐振式、脉冲调宽式、运算放大式等电路。每种方案都有自己的优缺点，这里就不一一列举，给出一个图片进行比较。本设计选用电桥电路进行设计。
图 2.1 各种检测电路优缺点比较
对于电压比较器电路的设计与实现，由于控制端只需要两种电平情况，所以
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