论文导读：现将对传感器测量液位装置进行模拟。我们对一个油瓶液位进行了测量。差压传感器测量液位的效果良好。液位，差压传感器在液位测量上的应用。
关键词：差压传感器，液位，测量
1. 引言
在日常生活中，像油桶、水桶、输液瓶等相关不透明的容器，需要观察它其中液体的液位，有些则要非常精密的仪器进行测量，来知道它准确的位置，以防安全方面的问题。毕业论文，液位。传感器在这方面应用的也较多。毕业论文，液位。实验用的传感器是Honeywell 的24PCCFA6D，量程为0~100KPa，输入供电范围为5V~12V，温度范围为-40℃~+85℃，具有高稳定性、重复性和一致性[1-3]。
2. 装置介绍
现将对传感器测量液位装置进行模拟，取一饮料瓶，挂在铁架台上，将瓶子底部打一小孔，将塑料管插入，塑料管一头与塑料瓶接口处密封，一段与传感器输入端连接，然后将接口处密封，传感器另一端则直接连通大气。这样，传感器两端的差压就为水压。传感器输出电压端接上小数点后三位的数字显示表，可以明显的看出传感器输出电压值随液位变化时的变化。毕业论文，液位。毕业论文，液位。
传感器与瓶子相接的一端，这端为大气压 与水压 ，传感器连通大气压一端为，所以两端的差压就为水压，而传感器两端差压与其所对应的输出电压值是成正比的，所以可以通过数字显示的电压值，直接推算出液体的高度。
图1 传感器测量液位的示意图
3. 测量方法
3.1 高度定标
首先将塑料瓶进行定标，由于塑料瓶是一个不规则的容器，所以通过量筒的量取，然后转移到瓶中，在瓶上标记好液位的高度。
3.2 输出电压定标
将饮料瓶内装满液体，轻轻松动饮料瓶的瓶盖，使液体缓缓流下，使得饮料瓶中不形成大的液体流，不影响测量位置的压力值。随着液体慢慢的流出，液位开始下降，一边记录液位高度，一边读取显示器的输出电压值，得出一组电压值与液位高度之间的关系曲线：
表1 电压值与液位之间的关系表
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1 |
2 |
3 |
4 |
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7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| 电压值(v) |
0.001 |
0.025 |
0.075 |
0.125 |
0.225 |
0.285 |
0.385 |
0.485 |
0.575 |
0.675 |
0.775 |
| 液位（cm） |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
9.0 |
10.0 |
11.0 |
12.0 |
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12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
| 电压值(v) |
0.875 |
0.975 |
1.060 |
1.175 |
1.250 |
1.350 |
1.450 |
1.550 |
1.650 |
1.725 |
1.800 |
| 液位（cm） |
13.0 |
14.0 |
15.0 |
16.0 |
17.0 |
18.0 |
19.0 |
20.0 |
21.0 |
22.0 |
23.0 |
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通过软件作图，可以得到输出电压与液位之间的关系图，如下图所示：
图2 输出电压与液位之间的关系图
通过最小二乘法进行直线拟合，得到电压与液位之间的关系值为10.894。同时我们从图中也可以看到在液位较小时，可以看出线性关系不是很好，所以在测量较小液位时，准确度会有所降低[4-6]。
3.3 液位测量
通过定标得到了输出电压与液位之间的关系值10.894，我们对一个油瓶液位进行了测量。记得输出电压值和其相应的位置，用笔标记在瓶子上，通过对输出电压进行换算后，即得到相应位置的液位高度。最后在用米尺进行对比，确定准确高度，来验证此实验的准确性。
表2 测得液位值与标准液位值之间的关系表
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
| 电压值（V） |
1.001 |
1.502 |
2.005 |
2.501 |
3.002 |
3.500 |
4.000 |
4.501 |
5.003 |
| 液位（cm） |
10.6 |
15.8 |
21.2 |
26.9 |
32.0 |
38.1 |
42.7 |
48.8 |
54.3 |
| 标准液位（cm） |
10.9 |
16.3 |
21.8 |
27.2 |
32.7 |
38.1 |
43.6 |
49.0 |
54.5 |
图3 油瓶的液位与输出电压之间的关系图
通过对油瓶的液位进行了测量，可以从表中发现通过这一关系值换算出的液位值是可靠的。我们可以用此传感器对液位进行测量，在一定量程范围内的准确度较高。毕业论文，液位。所以在实际生活中，是一个测量液位较好的方法，适用于推广。
4. 结论
用传感器测量液位可应用在油瓶、水瓶和液体罐等这些不透明的容器中，较为方便的知道其中液体的液位高度，但注意换算参数，只适用于测量同种密度的液体，如果测量不同液体的液位，则需对输出电压重新定标。毕业论文，液位。实验通过定标找到关系值，将测得的电压值直接转换为高度值，即可通过数显装置直接去读液位高度，完成液位的测量工作。实验测试发现，差压传感器测量液位的效果良好，数据可靠，适用于大规模的推广。
参考文献：
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[3]陈信琦,季安.硅压阻传感器稳定性品质的研究[J].传感器技术,1999(5):1-3.
[4]周南生,居水荣,宫俊等.硅压力传感器的灵敏度和非线性分析[J].传感技术学报,1994(12):39-43.
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[6]孙凤玲,于海超,王金文等.超硅压阻式压力传感器温度补偿建模与算法研究[J].微电子技术,2007(7):48-50.
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