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CC?CC U14230?0 (1-4)
又因为C4为传感器电容，有电容式传感器原理得C4=εA/d，其中ε、A为固定值，d为液位上升改变值，所以能得出电容的改变量与液位上升的关系，根据电桥式转换电路就能得出传感器输出电压值与反应釜液位的情况。
3.2.5电信号放大电路设计
由于从传感器得出的电压一般在0~50mv之间，电压信号微弱并且太小而不易测量，所以要通过放大电路进行放大，如图3.5所示，采用最基本的比例运算反放大电路.
R3500kΩ83R61kΩ8U2A1U1A13R41kΩUiR12.5kΩR25.5kΩ2424NE5532PNE5532PR51kΩ
图 3.6 比例运算放大电路
本设计采用两级运算放大器进行放大，如图所示，放大增益为
UoA??UiRRRR316 (1-5)
4由图中的电阻值计算得放大增益为200被。可以完全满足后续电路的使用。
3.2.6 电压比较电路设计
模拟电压比较器是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路，比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器输入的是模拟量，输出的是数
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字量。
电压比较电路的作用是将放大电路放大的电压信号与基准电压进行比较，电压比较器输出的只有两种电平模式：“1”；“0”。为后续控制电路的开关模式提供输入。
VCCR14.7kΩU1U2371612U2AU0LM339D
图 2.7 基本电压比较电路
图中，U1为输入的参考电压，U2为输入的放大电压值，在输出点接个4.7k的上拉电阻，目的是使输出的电平嵌在稳定的电平值上。
3.2.7 控制电路设计
控制电路采用继电器进行控制，电路原理图如下
VCC12VK1K控制反应釜阀门电动机的转动1mH 1 Ω Q1U2N2714
图 2.8 控制电路图
图中，K1为继电器，三极管处于开关状态，VCC为12V的直流电源。当U=0，三极管处于截止状态，此时没有电路通过K1，因此继电器不工作；当U=1，三极管处于饱和导通状态，此时12V电压加在电路上，继电器K1开始进行工作，K1常开触头闭合，控制反应釜阀门的电动机转动。
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第四章 测试与仿真
4.1 仿真的发展与其意义
系统仿真是20世纪40年代末以来伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一门新兴学科。仿真（Simulation）就是通过建立实际系统模型并利用所见模型对实际系统进行实验研究的过程。最初，仿真技术主要用于航空、航天、原子反应堆等价格昂贵、周期长、危险性大、实际系统试验难以实现的少数领域，后来逐步发展到电力、石油、化工、冶金、机械等一些主要工业部门，并进一步扩大到社会系统、经济系统、交通运输系统、生态系统等一些非工程系统领域。可以说，现代系统仿真技术和综合性仿真系统已经成为任何复杂系统，特别是高技术产业不可缺少的分析、研究、设计、评价、决策和训练的重要手段。其应用范围在不断扩大，应用效益也日益显著。
系统的设计完成后要进行应用，由于一个系统是在于理论上的设计，没有考察很多现实情况，因此会有很多不足与漏洞。仿真就是我们的试用过程，当一个系统设计完成后我们要考察其可靠性，通过测试与仿真的观察，我们可以得出这个系统在实际中存在的缺陷与不足之处，这样方便我们进行改正，有助于我们更好的完善一个系统的设计。
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4.2 仿真的步骤
对于每一个成功的仿真研究项目,其应用都包含着特定的步骤。不论仿真项目的类型和研究目的有何不同，仿真的基本过程是保持不变的，要进行如下9步：
1. 问题定义 2. 制定目标
3. 描述系统并对所有假设列表 4. 罗列出所有可能替代方案 5. 收集数据和信息 6. 建立计算机模型 7. 校验和确认模型 8. 运行模型 9. 分析输出
4.3 本设计的仿真
电子电路设计的仿真软件目前有很多种,例如：美国NI公式的mulsitim，美国MathWorks公司的matlab，瑞士Plexim GmbH公司plecs，Altium公司生产的protel等等软件。本设计属于基本的模拟电路仿真，所以选择比较好用的仿真软件mulsitim。
4.3.1 降压电路的仿真
图 4.1 12V降压仿真
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图 4.2 波形图
图中为220V电压将为12V电压，由图中两个电压波形对比可明显看出电压的幅值下降程度，并且由图4.1可以看出具体数字为11.99V。
4.3.2 稳压电路仿真
图 4.3 电路中各点电压值
图中第一个电压表为降压后的电压值；第二个电压表值为整流后的电压值，为直流电压；第三个电压表值为稳压电压值。
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