霍尔液位控制器设计方案

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《传感器与智能检测技术》第7章习题答案

第7章思考题与习题一、填空题1.霍尔传感器是一种—磁敏—传感器，它是把—磁学—物理量转换成电信号的装置，广泛应用于自动控制、信息传递、电磁测量、生物医学等各个领域。

它的最大特点是非接触测量2.霍尔电势■与—输入电流/—及—磁感应强度B.—成正比，其灵敏度拓与—霍尔系数吊成正比而与霍尔片厚度d成反比。

所以，为了提高灵敏度，霍尔元件常制成—簿片—形状。

3.霍尔元件的结构很简单，它通常由—霍尔片、—引线—和—壳体—组成。

4.______________________ 半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应制成的元件称为______ 磁敏电阻 ______ 。

二、简答题1.简述你理解中的霍尔效应。

1879年，美国物理学家霍尔（E. II. Hall）经过大量的实验发现：如果让一恒定电流通过一金属或半导体薄片，并将薄片置于强磁场中，在金属薄片的另外两侧将产生与磁场强度成正比的电动势，这个现象后来被人们称为霍尔效应。

假设霍尔元件为N型半导体薄片，薄片厚度为d,磁感应强度为夕的磁场方向垂直于薄片。

在薄片前后两端通以控制电流/,那么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流/相反的方向运动。

由于外磁场8的作用，使电子受到洛仑兹力A而发生偏转，结果在半导体的右端面上电子积累带负电，而左端面缺少电子带正电，在半导体的左右端面间形成电场。

该电场产生的电场力凡阻止电子继续偏转。

当A和片相等时，电子积累到达动态平衡。

这时在半导体左右两端面之间（即垂直于电流和磁场方向）建立电场，称为霍尔电场毋，相应的电势。

称为霍尔电势。

2.制成霍尔元件常用的材料有哪些？1948年以后，由于半导体技术迅速开展，人们找到了霍尔效应比拟明显的半导体材料, 并制成了镣化锢、碑化镣、神化钢、硅、信等材料的霍尔元件.目前常用的霍尔元件材料是N型硅，它的灵敏度、温度特性、线性度均较好。

3.简述集成霍尔传感器的分类、特点及应用场合。

基于霍尔开关的磁性浮子式液位传感器设计

基于霍尔开关的磁性浮子式液位传感器设计徐冬;李凤玲;张宁;李宝生【摘要】Aiming at shortcomings of traditional level gauge using tongue tube is easy to produce vibration,and has poor long-term stability,design a novel liquid level sensor using Hall switch as sensitive element.Working principle and design scheme are introduced in detail,and magnetic field of the magnetic float is simulated using ANSYS software.Through analysis,the size of permanent magnet can be determined according to measurement precision,process is simplified and workload is reduced.The sensor can output standard current signal 4 ～20 mA and digital communication RS-485,according to the need,and it also can be equipped with LED indicator.The experiment shows that the sensor has many characteristics like large effective distance,less interference,fast response rate,and high reliability.%针对传统的干簧管式液位计接触点易产生抖动、长期稳定性差等缺点,设计了一种利用开关式霍尔元件作为敏感元件的液位传感器,详细介绍了其工作原理和设计方案,并利用ANSYS软件对磁性浮子进行了磁场仿真计算,通过分析可根据测量精度确定所需永磁体大小,简化工艺流程,缩减了工作量.该传感器可根据需要输出标准电流信号4～20 mA或数字通信RS-485,并可配备LED现场指示器,实验表明:该传感器具有有效距离大、不易受干扰、响应速度快、可靠性高等特点.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2017(036)007【总页数】3页(P110-111,115)【关键词】霍尔元件;磁翻板;液位传感器【作者】徐冬;李凤玲;张宁;李宝生【作者单位】中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001;中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TP212常见的远传液位传感器是利用磁铁驱动干簧管吸合改变回路中的阻抗实现液位测量的[1,2]，但是这种原理有很多缺点。

液位控制器的电路模拟设计

课程设计名称：电子技术课程设计题目：液位控制器的电路模拟设计学期：2011-2012学年第2学期专业：自动化班级：姓名：学号：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目液位控制器的电路模拟设计二、设计任务1.检测显示液位功能。

2.控制通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V 10A）3.实现与给定液位比较控制功能。

三、设计计划电子技术课程设计共1周。

第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第3～4天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计说明书。

四、设计要求1. 画出整体电路图。

2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。

3. 写出设计说明书。

指导教师：时间：2011年6月241. 方案论证1.1 设计方案1.2系统组成框图2.原理及技术指标3.单元电路设计及参数计算3.1电源电路3.2 水位检测和水位控制电路3.2.1水位检测电路3.2.2 水位控制电路3.3液位显示电路3.3.1液位显示部分结构流程图3.3.2液面显示原理3.4 电机开关控制电路3.5 电机状态显示电路3. 6报警电路4. 仿真5. 液面控制器总原理图6.设计小结7. 参考文献本液位控制器模拟电路系统具有水位手动控制、电机运转指示、超警戒报警等功能，由七部分组成，即液位检测电路、液位显示电路、液位控制电路、电机开关控制电路、电机状态显示电路、报警电路和电源电路。

它采用了二极管、三极管、稳压管、继电器、三端稳压电路等多种电子元件来实现以下为各部分电路及元件原理。

其中，液位检测电路是通过压电式单向测力传感器实现将水位变化产生的压力变化转换成电流信号，便于后期的处理。

水位控制电路是利用电压比较器的原理实现水位的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免水位压力变化产生的跳闸现象和因水波波动而产生的不稳定信号，同时将比较结果输给下一级。

电机开关控制电路是将上一级的结果反映到继电器上，同时利用继电器的特性决定电机是否工作。

霍尔传感器水位控制系统1

② 图（b）是霍尔元件通用的图形符号。
③ 图（c）所示。霍尔电极在基片上的位置及它的宽度对霍尔电势数值影响很大。通常霍尔电极位于基片长度的中间，其宽度远小于基片的长度。
④ 图（d）是基本测量电路。
1.4 霍尔传感器的工作原理
磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为:
UH=RHIB/d①RH=1/nq（金属）②
式中 RH――霍尔系数；n――单位体积内载流子或自由电子的个数；q――电子电量；I――通过的电流；B――垂直于I的磁感应强度；d――导体的厚度。
对于半导体和铁磁金属，霍尔系数表达式和式②不同，此处从略。
1.2霍尔元件的工作原理
霍尔元件应用霍尔效应的半导体。
所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。
假设霍尔元件通电电流为Is，当磁场作用于霍尔元件时，电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转，如图中虚线所示。半导体的上下方向积聚的电荷形成了电场（EH）。当EH对电子的作用力f足够抵消洛伦兹力f时，电子积累达到平衡。此时的电势称为霍尔电势。霍尔电势随外磁场强度增加而增加。

用霍尔开关设计的污水液位控制器(完整版)实用资料

用霍尔开关设计的污水液位控制器（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）三江学院本科毕业毕业设计（论文）指导教师钱仰德职称高级工程师指导教师工作单位外聘（南京工程学院退休）起讫日期 2021年12月21日-2021年5月3日摘要本设计的主要内容包括：液位控制系统结构的选择与设计；磁性浮球的装置设计；外部控制电路的设计与实践；HAL248霍尔开关传感器的选择；电气设备选择（三极管、继电器、电阻）；根据电气设计应满足可靠性、灵活性、实用性、经济性的要求。

本设计有外接控制电路，传感器模块采用篓式磁性浮球。

本次设计实用性强，能够很好的运用到生产活动中。

关键词：液位控制系统结构；控制电路；霍尔开关传感器ABSTRACTThe design of the main internal should include: selection and design of liquid level control system structure; design device of magnetic floating ball; the choice and design of external control circuit; HAL248 Holzer switch sensor selection;electrical equipment selection (triode, relays, resistors; according to the electrical design should meet the reliability, flexibility, practicality, economy the requirements of. The design of external control circuit using PCB circuit, sensor module using basket type magnetic floating ball. The design is focus on the use of equipment, strong practicability, can be applied to life and production activities.Key words：Liquid level control system; control circuit; Holzer switch sensor目录前言 . (1)第一章毕业设计概述 (2)1.1毕业设计题目及背景 (2)1.2毕业设计目的 (2)1.3毕业设计内容 (3)第二章常用的几种液位计及其比较 (4)2.1超声波液位计 (4)2.1.1简介 (4)2.1.2超声波液位计工作原理 (4)2.1.3现场条件 (4)2.1.4性能特点 (5)2.1.5应用 (5)2.2投入式液位计 (5)2.2.1简介 (5)2.2.2概述 (6)2.2.3机构组成 (6)2.2.4应用 (6)2.2.5特点 (6)2.3优缺点对比 (6)第三章霍尔传感器件 (8)3.1霍尔器件发展及现状 (8)3.2霍尔器件的分类 (8)3.3. 霍尔开关 (9)3.3.1单极性霍尔开关 (9)3.3.2双极性霍尔开关 (9)3.3.3全极性霍尔开关 (9)3.3.4线性霍尔 (9)3.4霍尔效应及其应用 (10)3.4.1霍尔效应 (10)3.4.2霍尔效应的应用 (10)3.5关于HAL248的介绍 (11)第四章霍尔液位开关系统整体结构 (13)4.1设计基本要求 (13)4.2设计原则 (13)4.3结构设计绘图 (13)第五章外部电路控制系统 (14)5.1基于AutoCAD 的外部电路控制系统设计与实践 (14)5.2电路的工作原理 (14)5.3实验结果及其分析 (15)结束语 . (18)致谢 . ...................................................................................................... 19 参考文献：. (20)前言随着经济的快速发展，科学技术在各行各业的社会进步和发展是在不断的发展，尤其是各种高、新技术的应用，尖锐的，好的，这取决于各种电子元器件。

霍尔传感器液位控制系统工作原理

霍尔传感器液位控制系统工作原理一、引言液位控制系统是工业生产中常见的一种自动控制系统，它用于监控和控制液体的水平。

而霍尔传感器是一种常用的液位传感器，它基于霍尔效应原理，能够准确地测量液体的水平状态。

本文将介绍霍尔传感器液位控制系统的工作原理。

二、霍尔效应原理霍尔效应是指当电流通过一块导体时，垂直于电流方向的磁场作用下，导体两侧会产生电压差。

在霍尔传感器中，导体的材料通常是半导体材料，如硅。

当液体的水平状态改变时，液体与霍尔传感器之间的距离会发生变化，进而改变磁场的影响范围和强度。

这样，霍尔传感器两侧产生的电压差也会随之改变。

三、霍尔传感器液位控制系统的工作原理1. 传感器安装将霍尔传感器固定在容器的侧壁上，使其与液体接触。

霍尔传感器的位置应根据液位的变化范围进行调整，以确保传感器能够准确地测量液体的水平状态。

2. 信号检测当液体的水平发生改变时，霍尔传感器两侧产生的电压差会发生变化。

这个电压差信号会被传感器的电路接收和检测。

3. 信号处理接收到电压差信号后，传感器的电路会对信号进行放大和滤波处理。

放大是为了增强信号的强度，使其更容易被后续的电路处理；滤波则是为了去除噪声干扰，提高信号的准确性和稳定性。

4. 数据转换经过信号处理后，电路会将电压差信号转换为数字信号。

这样，液位的信息就被转化为数字形式，便于后续的控制和显示。

5. 控制反馈将转换后的数字信号与设定的液位阈值进行比较。

当液位超过或低于设定阈值时，控制系统会根据需要启动或停止相应的控制设备，以实现液位的调节和控制。

四、优点和应用领域1. 优点霍尔传感器液位控制系统具有以下优点：- 精度高：霍尔传感器能够提供准确的液位测量结果，其精度可以达到毫米级别。

- 反应快：霍尔传感器的响应速度非常快，能够实时监测液体的水平状态。

- 耐久性强：霍尔传感器采用半导体材料制成，具有较好的耐久性和抗腐蚀性。

- 安装方便：霍尔传感器的安装非常简单，只需将其固定在容器壁上即可。

水位控制产品设计方案模板

水位控制产品设计方案模板设计方案模板一、引言本文旨在提供一种水位控制产品的设计方案模板，以帮助设计师和工程师们更好地进行产品设计和开发工作。

水位控制产品在各种领域具有广泛的应用，如水处理、污水处理、环境保护等。

本方案模板将涵盖产品需求分析、设计原则、关键技术参数等方面。

二、产品需求分析1. 定义需求：明确水位控制产品的功能和性能需求，如控制精度、施工环境、工作温度范围等。

2. 用户分析：了解目标用户群体的特点、需求及使用场景。

考虑用户对产品的易用性、可靠性、安全性等方面的要求。

三、设计原则1. 可靠性：确保产品在各种环境下能够稳定工作，具备较高的抗干扰能力。

2. 精准度：保证产品具备较高的控制精度，满足用户对水位控制的精确要求。

3. 兼容性：兼容不同系统和设备，与现有设备能够无缝集成。

4. 可维护性：设计易于维修和保养的产品结构，减少维护成本和频率。

5. 安全性：确保产品在操作和使用过程中不对人或环境造成伤害。

四、关键技术参数1. 工作原理：简要描述水位控制产品的工作原理，如浮子式、压力式等。

2. 控制精度：明确产品能够实现的水位控制精度，例如控制误差在多少范围内。

3. 接口标准：定义产品的接口标准，包括电气接口、通信接口等。

4. 工作范围：指明产品能够适用的水位范围，包括最小和最大水位限制。

5. 可靠性指标：定义产品的可靠性要求，如平均故障间隔时间（MTBF）、可靠性重要性指标等。

五、产品设计方案1. 结构设计：陈述产品的整体结构设计思路，包括外形结构、内部零部件布局等。

2. 控制算法：阐述产品采用的主要控制算法，确保产品能够准确控制水位。

3. 功能模块设计：按照模块化原则，介绍产品的各个功能模块，包括传感器、控制器、执行器等。

4. 电路设计：描述产品的电路设计原理，包括传感器信号采集、数据处理、驱动电路等。

5. 通信设计：若产品需要与其他设备进行通信，说明通信方式和协议。

六、产品测试与验证1. 测试方法：介绍针对产品功能和性能进行的测试方法，包括实验装置、测试参数等。

液位控制器电路设计方案

液位控制器电路设计方案摘要：液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。

关键字：液位控制器,整流桥堆, 交流接触器, 铝电解电容器液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。

以下介绍液位自动控制器的电路工作原理，电路简单易制，无需调试，可用于各种工矿储液池的液位检测与控制。

电路工作原理该液位自动控制器电路由电源电路和液位检测控制电路组成，如图所示。

来源:大比特半导体器件网电源电路由刀开关Q、熔断器F U1、F U2、电源开关S1、电源变压器T、整流桥堆U R和滤波电容器C组成。

整流桥堆在很多电路中都起到了重要的作用。

来源:大比特半导体器件网液位检测控制电路由干簧管SA1、SA2、继电器K1、0、晶闸管VT、电阻器R、交流接触器KM、热继电器K R、控制按钮S2、S4和手动/自动控制开关S3组成。

H L1和H L2分别为电源指示灯和工作指示灯。

接通刀开关Q和电源开关S1，相线L1端和中性线N端之间的交流220V 电压经T降压后产生交流12V电压，作为H L1和H L2的工作电压，同时还经U R整流及C滤波后，为液位检测控制电路提供12V直流工作电压。

S A1为低液位检测与控制用干簧管，SA2为高液位检测与控制用干簧管。

在受控液位降至低液位时，安装在浮子上的永久磁铁靠近S A1，SA1的触头在永久磁铁的磁力作用下接通，使VT受触发导通，K1通电吸合，其常开触头K1-1和K1-2接通，使H L2点亮，K M通电吸合，电动机M通电工作，驱动液泵向储液池内加液。

浮子随着液位的上升而上升，使永久磁铁离开SA1，SA1的触头断开，但VT仍维持导通状态。

直到液位上升至设定的高液位、永久磁铁靠近S A2时，S A2的触头接通，使K2通电吸合，K2的常闭触头断开，使K1释放，VT截止，K1的常开触头K1-1和K1-2断开，H L2熄灭，K M释放，M断电而停止工作。

基于霍尔传感器的水位控制系统设计

但同时电路依然存在一些不足之处有些特殊场景需要实时显示当前水位高度便于工作人员了解和83白城师范学院学报第30卷第8期记录水位情况本设计无法满足这一要求这也是开关型霍尔传感器的一个弊端该类型传感器无法做到线性输出
第 30 卷第 8 期 2016 年 8 月
白城师范学院学报
Journal of Baicheng Normal University
（ 1）液位计必须能够适应不同的场景，安装方便；（ 2）液位计必须耐用，能够长时间经受风吹日晒，酸碱的腐蚀；（ 3）操作简单，可靠性高．对液位计的结构进行不断地改进，可解决第一个能满足不同使用场景的需求．先将两个用于测量水位的霍尔传感器分别固定于支架的上下方，支架采用可拉伸式设计，可根据水位的高低进行调节．由于不同的场景水的稳定性不同，有些场景水面几乎处于静止状态，对于浮标上的磁铁影响较小．但是在某些场景下，水位会上下剧烈波动，导致浮标摇摆不定，严重影响水位检测的准确性．为了解决这一问题，将条形磁
Vol． 30，No． 8 Aug．，2016
基于霍尔传感器的水位控制系统设计
林宏宇，祝晓轶
（白城师范学院物理与电子信息学院，吉林白城 137000）
摘要：本文以水资源的有效利用为背景，设计一个水位控制系统．使用 HAL248 型霍尔开关作为水位检测传感器，利用条形铁产生磁场，磁铁随水位上升，磁场强度达到一定值后霍尔开关打开，输出信号，通过控制电路，最后带动电机转动，达到调节水位的目的．该装置可以实现缺水时可以自动补水，水位过高后能够自动排水，可以保证水位始终保持在一个稳定的值．
测的稳定性，保证了水位检测装置能够适应不同场景．结构如图 1 所示．
采用 HAL248 开关型霍尔传感器可解

液位自动控制器电路图

液位自动控制器电路图2013-07-29 | 阅：1 转：190| 分享修改液位自动控制器电路图工业变频2008-12-15 11:30:47 阅读1167 评论0 字号：大中小本例介绍的液位自动控制器采用分立元件制作而成，其特点是液位检测电极上只通过微弱的交流电流，电极不会产生电解反应，使用寿命较长。

电路工作原理该液位自动控制器电路由电源电路和液位检测控制电路组成，如图所示。

图液位自动控制器电路电源电路由电源开关S1、电源变压器T、整流桥堆UR1、UR2和滤波电容器C1、C2组成。

液位检测控制电路由检测电极a～c、控制按钮S2、S3、电阻器R1～M、晶体管V1、V2、发光二极管VL1、VL2、继电器K、交流接触器KM和二极管VD组成。

接通电源后，交流220V电压经T降压后，在T的W2绕组和W3绕组上分别产生交流6V电压和交流12V电压。

交流12V电压经UR2整流及C2滤波后，为Κ及其驱动电路提供＋12V工作电压，同时将VL1点亮。

在储液池内液位低于下限时，电极a～c均悬空，T的二次绕组与整流滤波电路之间的回路处于开路状态，V2处于截止状态，V1饱和导通，K通电吸合，其常闭触头K1断开，常开触头K2接通，KM吸合，加液泵电动机M通电开始工作，同时VL2点亮。

当储液池内液位上升至电极c处时，电极a和电极c通过液体的电阻接通，T的V2绕组上的交流6V电压经URI 整流、C1滤波及R1限流后加至V2的基极，使V2导通，V1截止，K和KM释放，加液泵电动机M停转。

同时VL2熄灭，K的常闭触头K1又接通。

当液位再次下降至电极a、b以下时，K和KM再次通电工作，电路进人下一个工作循环下。

S2为手动停止按钮，S3为手动强制运行按钮。

在液位处于上、下限之间时，通过S2和S3可任意停止或起动加液泵电动机。

元器件选择R1～R4选用1／4W的金属膜电阻器或碳膜电阻器。

C1和C2均选用耐压值为25V的铝电解电容器。

VD选用1N4007型硅整流二极管。

液位自动控制系统设计

液位自动控制系统设计引言：液位自动控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于化工、石油、食品等各个行业中。

液位的自动控制可以有效地提高生产效率、减少人力成本和降低事故风险。

本文将介绍液位自动控制系统的设计原理、组成部分和工作过程。

一、设计原理：液位自动控制系统的设计基于液位测量和控制原理。

液位测量通过传感器（如浮子式液位传感器、电容式液位传感器等）实现，传感器将液位信号转换为电信号，并传送给控制器。

控制器通过对液位信号的处理和判断，来决定是否进行控制操作。

二、组成部分：1.液位传感器：用于测量液位，并将信号转化为电信号。

常见的液位传感器包括浮子式液位传感器、电容式液位传感器等。

2.控制器：接收液位传感器传来的信号，并进行处理和判断。

控制器通常包括控制算法、输入输出接口、控制逻辑等。

3.执行器：根据控制器的指令，进行相应的控制操作。

常见的执行器包括电动阀门、电动泵等。

4.电源：为液位自动控制系统提供电能供应。

5.信号传输线路：用于传送液位传感器的信号到控制器。

三、工作过程：1.液位传感器感知液位，并将液位信号转换为电信号。

2.电信号通过信号传输线路送到控制器。

3.控制器接收电信号，并进行处理和判断。

4.控制器根据预设的控制算法和控制逻辑，判断是否需要进行控制操作。

5.如果需要进行控制操作，控制器通过输出接口向执行器发送控制指令。

6.执行器接收控制指令，并进行相应的控制操作（打开或关闭阀门、启停泵等）。

7.控制器周期性地对液位进行监测和判断，以维持液位在设定范围内的稳定。

设计注意事项：在液位自动控制系统的设计中，需要注意以下几个方面：1.液位传感器的选择要符合实际应用场景的要求，具有较高的精度和可靠性。

2.控制器的控制算法和控制逻辑要合理和可靠，能够满足实际生产过程的需求。

3.执行器的选择要考虑其控制能力和响应速度，确保能够及时准确地执行控制指令。

4.信号传输线路的设计要保证信号传输的可靠性和稳定性，避免信号干扰导致控制误差。

霍尔液位控制器设计方案汇编

项目合计
100元
• 结束，谢谢您的观看！
二、控制系统的组成
• 1、系统结构说明 • 该液位控制器的工作原理如下图所示。图中霍尔元件传感器控制信号来自箱体连通器中的浮球。各个部件直接在图中标出，现在介绍每一部件在现实应用中的作用：
1、系统结构说明
1、注液端盖液体（水或油类）注入的通道 . 2 、排气孔液体时箱内空气排出的通道，联通。 3、霍尔液位控制器它是控制液位的主要部件，做接近开关使用。当浮球接近看、霍尔液位控制器事先调定好的位置时，液位控制器便发出控制信号（停止），从而注液电动机
霍尔液位控制器设计方案
小组成员：贺志增、柳杨、朱之鹏、丁宝普
设计人：贺志增设计时间：2011.11
首先来看一下现在常用的液位控制器
1、超声波士的液式
电极式
一、引言
• 目前，传统的液位控制器液位的检测大多用电导式或机械式。电导式一般只适用于导电液体，且电极腐蚀严重；机械式则不易调节液位的范围，调试困难。在传统液位控制中，一般只能实现自动补液，而不能显示容器内液体，更不能对液源问题作出反应。而霍尔液位控制器则能弥补传统液位控制器的不足。它采用霍尔开关集成电路输出信号，用以控制电机的开、关，从而控制液位及对液源问题作出反应，这对于不能导电的液体具有广泛的应用，也适用于一般导电液体。
三、工作原理
图3.接线图
UG3020的各个端口及编号
首先闭合隔离开关Q， 220V电源经过降压、整流、滤波和稳压后得到12V直流电压供给控制电路。控制电路发出的信号驱动继电器kM，然后控制注液电动机启停。
• 1 、液位上升 • 当液面上升时，液体浮力使浮球浮起，霍尔元件的磁场强度随之增大，当浮球（磁铁）移动到距离霍尔元件UGN3020几毫米时，霍尔UGN3020 接近开关输出低电平变为高电平，经驱动电路使继电器kM放，使电动机停止运转，液位停止上升。 • 2、液位下降 • 当液位下降时，浮球随之下降，霍尔元件 ugn3020接近开关输出低电平，经驱动电路使继电器kM合，电动机运转，液位重新上升。

霍尔液位测量传感器的设计与应用

霍尔液位测量传感器的设计与应用单丹【摘要】针对电阻式液位传感器的不足之处，我们设计了一种利用霍尔器件作为传感元件的液位测量传感器，对霍尔式液位传感器的设计做了简单的介绍，对霍尔式液位传感器的工作过程和工作原理进行了讨论。

【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】1页(P57-57)【关键词】霍尔;液位;传感器【作者】单丹【作者单位】扬州工业职业技术学院江苏扬州 225127【正文语种】中文项目来源：江苏省高等职业院校高级访问工程师计划资助项目（项目编号：FG032）一般的液位传感器部件是采用“浮子杠杆机械+电刷接触+厚膜印刷电阻”的解决方案，其等效作用是一个可调电阻，它的阻值变化对应液位状况，为保证电阻的精度，在制作工艺上要从严控制；为保证接触的有效性，电极材料的选取，机械电刷材质及与电极磨擦压力，燃油等对触点、电极的腐蚀，机械接触寿命等有众多考量。

鉴于传统液位传感器采用机械接触的方案，往往造成在现实环境中使用一段时间后，液位传感总存在失效个案(接触失效：电极，触头腐蚀或接触压力降低)。

基于这种情况，以非接触器件取代机械电阻将是必然的趋势，采用霍尔效应进行非接触测量的霍耳传感器比现在颇具竞争力的光电技术更能较好地适用于一些较恶劣的环境，如：在受灰尘、温度、振动及其它与环境相关因素影响的场合。

而霍尔式液位传感器是利用霍尔效应实现液位的测量。

将液位的下降位移转化为磁场的变化，变化的磁场作用与霍尔元件，产生霍尔电压输出。

霍尔传感器的无接触测量弥补了机械接触测量的摩擦失效，实现无寿命，高精度和可靠性，耐恶劣环境等优势。

我们采用austriamicrosystems公司的AS5040霍尔集成片上系统。

它能提供0～360度的角度输出，能提供绝对角度输出模式，采用10位编码，达到每步0.35度的精度，采用3.3V或5V供电，能工作在-40℃～125℃的工作范围内。

整个芯片尺寸为5.3mm×6.2mm。

霍尔式液位传感器的设计与实现

河南工业大学检测技术题目：霍尔式液位传感器的设计与实现姓名：班级：学号：成绩：2012年10月30 日设计题目霍尔式液位传感器的设计与实现一要求和设计内容:霍尔式液位传感器液位控制器，要求：1）当液位低于某一设定值时，水泵开始运转。

2）当液位高于某一设定值时，水泵停止运转。

3）储液罐是密闭的，只允许在储液罐的玻璃连通器外壁和管腔内设置和安装传感元件。

4）设计控制电路原理框图；简要说明该检测、控制系统的工作过程。

二霍尔式液位控制器设计提示1).首先要了解玻璃连通器的原理，在此基础上，对储液罐液位的测量就转换为对连通器中液位的测量。

2).确定霍尔IC是开关型的还是线性的。

霍尔IC须有磁性元件才能产生霍尔电势，为此，在连通器内设置一磁性浮子，在玻璃外壁相应高度设置霍尔IC。

3).当水泵将液体泵入储液罐后，连通器内的液位也相应上升，当磁性浮子与霍尔IC持平时，霍尔IC的输出突变，表示液位已达到设定高度。

该信号经控制电路使水泵停止运转。

4).在连通器外壁平行设置一标尺杆，霍尔IC可在标尺杆上移动并固定，这样就可以控制不同的液位高度了。

5).本装置只能控制液位的状态量。

三前言目前，传统的液位控制器液位的检测大多用电导式或机械式。

电导式一般只适用于导电液体，且电极腐蚀严重；机械式则不易调节液位的范围，调试困难。

在传统液位控制中，一般只能实现自动补液，而不能显示容器内液体，更不能对液源问题作出反应。

而霍尔液位控制器则能弥补传统液位控制器的不足。

它采用霍尔开关集成电路输出信号，用以控制电机的开、关，从而控制液位及对液源问题作出反应，这对于不能导电的液体具有广泛的应用，也适用于一般导电液体。

液位的测量是油气、田油、水处理站及石油化工装置自动化控制系统的重要组成部分。

目前，在低精度液位测量中，大部分采用干簧管液位传感器，原因在于它具有价格低廉、结构简单的优点。

干簧管液位传感器的结构是: 在与被测液位等长的胶木条上，等间隔焊有若干个干簧管，胶木条装在不锈钢管内，钢管外是浮子，浮子内装有磁铁。

霍尔液位传感器的设计与实现

３．霍尔液位传感器结构设计
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＷＯＲＬＤ实现
扬州工业职业技术学院电气与信息工程学院单丹
【摘要】针对接触式液位传感器的不足之处，我们设计了基于霍尔传感器的非接触式液位传感器，对霍尔传感器的结构进行了设计和简单介绍，对磁路的设计进行了阐述于分析。【关键词】霍尔式；非接触；液位
１．前言
在工农业生产等各行各业中，经常需要对液位进行测试。比如，在钢铁厂、发电站中的各式锅炉，汽轮机凝汽器等，都需要对其中的液位进行实时的监控。再比如生活自来水的供应，对蓄水池水量的检测尤为重要，一旦停水或者水压足就会给人们的生活，生产带来很多不利的影响。习前在低精度液位测量中，大部分使用的是浮球式液位传感器，原因在于其具有价格低廉、结构简单的优点。浮球式液位传感器的结构主要是由浮片以及接触电阻片所构成。在浮力的作用下，浮片漂浮在液面上，浮片的位置随液位变化而变化，浮片位置的变化带动与其相连的机械杠杆的转动。机械杠杆的另外一边连接着滑动电阻片以及接触电阻，机械杠杆的转动带动了滑动电阻片在接触电阻上进行滑动，输出相应的电阻值来对应不同的液位高度。但是这类接触式液位传感器最大的缺点是接触处的机械磨损，特别是电阻片与接触电阻之间长时间的机械磨损，会影响到电阻值的输出的精确度，限制了传感器的分别率，严重时有可能出现接触点脱落的现象，导致传感器的失效。基于浮球式液位传感器在机械接触方面的缺点，我们构思出了一种基于浮球式液位传感器优点之上的新的液位测量方案：即用 “磁铁＋霍尔器件 ”非接触式测量来代替 “电阻片＋接触电阻 ”接触式的测量。保留传统的浮片杠杆器件，通过使用霍尔器件来进行非接触式测量，其基本原理如下：在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差，这个电压和磁场及控制电流成正比：Ｖ－Ｋ×（ＨＸＩＣ）式中ＶＨ为霍尔电压，Ｈ为磁场，Ｉｃ为控制电流，Ｋ为霍尔系数。磁场是通过磁铁来聚集，然后用霍器件进行霍尔电压的检测，由于磁场与霍尔器件的输出（霍尔电压）有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的信号大小，直接反应出磁场的大小，即：Ｂ—ＶＨ其中Ｂ为磁场，ＶＨ为霍尔器件在磁场Ｂ中产生的霍尔电压。基于霍尔器件的无接触式液位传感器就是根据这种工作原理应运而生。霍尔式液位传感器具有许多优点，比如说结构牢固，体积小，重量轻，安装方便，功耗小，频率高（可达１ＭＨＺ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等污染或腐蚀。同时，霍尔器件还具有精度高线性度好的优势，其无接触的特征确保了传感器无磨损，寿命长且位置重复精度高。

基于单片机的液位控制器课程设计(B5)

电子信息工程专业课程设计任务书题目：水位自动控制设计目录一、总体设计方案 (2)1.1 设计功能及要求 (2)1.2 设计方案 (6)二、硬件设计 (10)2.1 液位检测电路 (10)2.2 单片机最小系统 (11)2.3 LED显示电路 (11)2.4 按键电路 (12)2.5 报警电路 (13)三、软件设计 (15)3.1 主程序设计 (15)3.2 子程序设计 (17)四、结论 (20)五、设计体会 (21)参考文献 (22)一、总体设计方案本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。

本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。

同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。

1.1 设计功能及要求1、利用单片机和传感器构建一套完整的水位自动控制系统。

功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。

2、当高于最高点时，电路能自动停水。

3、该电路的直流电源自行设计。

（可采用W78××系列）要求既能实现水位自动控制，又能显示实际水位，便于用户监视。

在水塔中经常要根据水面的高低进行水位的自动控制，同时进行水位压力的检测和控制。

本液位器具有水位检测、报警、自动上水和排水（上水用电机正转模拟，下水用电机反转模拟）、压力检测功能。

2、该系统以89S52单片机为水塔水位控制系统的核心，用传感器采集水压模拟信号，然后将模拟信号送入A/D转换器，换算出某一时刻水塔水位的实际高度，然后拿它与标定水位进行比较，要求实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制开关的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。

检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，开启继电器，控制水泵开始上水。

液位控制系统设计说明

液位控制系统设计说明1.引言2.系统组成2.1液位传感器：用于实时测量液体容器中的液位，并将测量值传输给控制器。

常见的液位传感器有浮球式液位传感器、压力式液位传感器等。

2.2控制器：接收液位传感器传输的液位信息，并根据预设的液位设定值进行控制动作。

控制器可以采用PLC（可编程逻辑控制器）或微处理器等。

2.3执行机构：根据控制器的指令，对液位进行调节。

常见的执行机构有阀门、泵等。

3.设计考虑在液位控制系统的设计过程中，需要考虑以下几个方面：3.1系统准确度：液位控制系统需要具备较高的测量准确度和控制精度。

因此，需要选择合适的液位传感器和控制器，并进行校准以提高系统的准确度。

3.2系统稳定性：液位控制系统需要具备良好的稳定性，以保证液位控制的精确性。

在设计过程中，可以采用反馈控制方法来提高系统的稳定性。

3.3安全性：液位控制系统需要具备良好的安全性，以避免因液位控制不准确导致的安全事故。

在设计过程中，需要考虑故障判断与报警系统，以及紧急停机装置等。

4.系统设计步骤4.1确定液位控制的目标和要求：明确需要控制的液位范围、控制精度等指标。

4.2选择合适的液位传感器：根据液体性质和工艺要求，选择适合的液位传感器，并确定传感器的测量范围和准确度。

4.3选择合适的控制器：根据需要控制的液位范围和控制精度，选择适合的控制器，并确定控制器的输出信号类型。

4.4确定执行机构：根据需要的控制方式，选择适合的执行机构，并确定执行机构的控制动作方式和控制信号类型。

4.5进行系统集成：将液位传感器、控制器和执行机构进行连接，并进行系统调试和测试。

4.6系统优化与改进：根据实际运行情况，对液位控制系统进行优化和改进，以提高系统稳定性和控制精度。

5.结论液位控制系统是工业生产过程中常见的一种控制系统，其设计涉及液位传感器、控制器和执行机构等多个组成部分。

在设计过程中，需要考虑系统的准确度、稳定性和安全性等因素。

通过合理的设计和优化，可以实现对液位的精确测量和控制，满足工业生产过程对液位的要求。