[实用新型]一种利用时基芯片与单片机的液位传感器采集电路

说明书

本实用新型公开了一种利用555时基芯片与单片机处理输出的液位传感器采集电路，包含电容量采集电路、补偿电路。利用555时基芯通过对被采集电容量的充放电将电容变化转化为频率变化，经单片机采集后通过补偿算法输出线性信号，包括包含且不限于电压、电流、电阻、CAN信号。提供一种利用时基芯片与单片机的液位传感器采集电路，相比传统分体元件电容采集电路以及集成型CDC专用电容采集电路，具有结构简单、造价低、故障率低等特点。解决现有液位传感器采集电路结构复杂，成本较高的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种液位传感器采集电路，具体涉及一种利用时基芯片与单片机的液位传感器采集电路。

背景技术

目前大部分电容采集电路采用震荡电桥测定电路，该型电容传感器采集电路，输出电压Uo与电容量成线性关系。相敏检波器是一个同步检波，检出被测量的变化(调制信号)，参考电压由交流振荡器提供。由于上述讨论是在理想电容元件情况下进行的，实际上传感器存在寄生电容和漏电阻，将会引起了输出特性的非线性。而且使灵敏度下降。并且该电路为了保证线性，要求交流电源是稳频稳幅的，而且前置放大器输入阻抗很高。传统分体元件电容采集电路由于电路复杂，元件数量为数十数量级以上，从而导致成本高、可靠性差。

而剩下的小部分大多采用集成型CDC专用电容采集电路，该型电容传感器采集电路，使用专用IC进行采集，其原理为芯片内部集成恒流源通过对被采集电容量进行充电，再通过对充电时间及电压测量从而得到被测点容量的容值。但此类芯片(如：AD7747等)单片价格在40元人民币以上。该类型传感器精度较高，但测量范围有限，且成本高。甚至高于常见传感器总价格，所以该类型传感器精主要用于高精度、且对成本要求不高的测量领域(实验室等)。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的液位传感器采集电路结构较为复杂，可靠性低，成本较高，目的在于提供一种利用时基芯片与单片机的液位传感器采集电路，解决现有液位传感器采集电路结构复杂，成本较高的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种利用时基芯片与单片机的液位传感器采集电路，包括电容量采集电路和补偿电路，所述电容采集电路包括555时基芯片和接入555时基芯片VCC端的5V直流电源，所述5V直流电源还通过端子与555时基芯片的R端连接，5V直流电源还通过电阻R8与555时基芯片的DIS端连接，5V直流电源还通过串联的电阻R8、R10与555时基芯片的TRIG端和VCC端连接，5V直流电源还通过串联的电阻R8、R10、被测电容Cap Var接地，555时基芯片的CVolt端通过电容C6接地，555时基芯片的GND端接地，555时基芯片的Q端通过电阻R6与补偿电路连接。

所述补偿电路包括PIC单片机和频率采集电路，PIC单片机的RA2、AN2、CCP1与电阻R6连接，所述频率采集电路包括5V直流电源，所述5V直流电源分别通过两条支路接地，其中一条支路为串联的电阻R4和热敏电阻R9，另一条支路为电阻R5和电容C5，其中PIC单片机的MCLR、Vpp、RA3端通过电阻R7连接在电阻R5和电容C5之间，其中PIC单片机的RA1、AN1、ICSPCLK、Vref+端连接在电阻R4和热敏电阻R9之间。

所述补偿电路还包括陶瓷谐振器，所述陶瓷谐振器的两端分别为OSC1和OSC2，OSC1和OSC2分别通过电容接地，OSC1还与PIC单片机的RA5、CLKIN端连接，OSC2还与PIC单片机的RA4、AN3、CLKOUT端连接。

本方案通过将被测液位转换为电容量——通过555时基芯片转换为频率——单片机采集频率信号并通过补偿——输出信号。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在液位传感器内部电路巧妙的通过使用555时基芯片构成的电路将电容转换为频率，再由单片机进行采集，补偿后输出信号。

R4＝470Ω，R9＝1KΩ＝R7，R5＝10KΩ，C5为0.1uF/63V。