水位报警器设计1
双向水位报警器课程设计
双向水位报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握水位报警器的基本工作原理，包括传感器、微控制器和报警系统的知识。
2. 学生能描述并解释液位检测的物理概念，如液位高度与传感器输出信号的关系。
3. 学生掌握基本电路图的阅读和绘制，了解电子元件在水位报警器中的作用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的双向水位报警器。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力和问题解决能力，能够调试和优化水位报警器的基本功能。
3. 学生能够运用科学探究的方法，对水位报警器进行测试，并分析实验数据。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对物理和电子工程学科的兴趣和探究精神。
2. 学生在团队协作中，学会相互尊重和沟通交流，培养合作意识和集体荣誉感。
3. 学生通过了解水位报警器在环境保护和灾害预防中的应用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为综合实践活动课程，结合物理知识和电子技术，注重实践与创新。
学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程将充分考虑学生的好奇心和探索欲，注重启发式教学，鼓励学生主动参与。
教学要求：教学过程中，应注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，通过实践活动，促进知识的内化和技能的提升。
教学评估将基于学生在课程中实现的具体学习成果。
二、教学内容本课程教学内容围绕双向水位报警器的制作与原理，依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
1. 基础理论：- 介绍水位报警器的工作原理，涉及传感器、微控制器、报警系统的基本概念。
- 解释液位检测的物理原理，如浮力、压力传感器等。
2. 实践操作：- 学习并掌握电路图的阅读与绘制，明确各电子元件在水位报警器中的作用。
- 学习使用相关工具和仪器，如万用表、电烙铁等，进行电路搭建。
3. 教学大纲：- 第一章：水位报警器概述，介绍课程目标和要求。
- 第二章：水位报警器工作原理，讲解传感器、微控制器和报警系统的知识。
水位报警器的设计
水位报警器的设计1.引言：水位报警器是一种用于监测液体水位的装置，能够及时地发出警报以提醒人们处理水位异常的情况。
在一些场景下，水位异常可能会导致一系列的问题，比如水灾、设备故障等。
因此，设计一个可靠、精确的水位报警器对于保护人们的生命财产安全至关重要。
2.传感器选择：水位报警器的核心是传感器，用于检测液体的水位高度。
常见的传感器包括浮球传感器、电容传感器和超声波传感器等。
在选取传感器时需要考虑准确性、可靠性、灵敏度以及适应不同液体的能力。
根据实际需求选择合适的传感器。
3.硬件设计：水位报警器的硬件设计包括主控单元、电源、传感器和报警装置等。
主控单元负责对传感器的输出信号进行处理和判断，当水位异常时触发报警。
电源的选取需要满足设备的供电需求，通常可以选择电池或者外部电源。
传感器的布置需要考虑到应用场景的特点，合理安装在液体容器的适当位置。
报警装置可以选择蜂鸣器、LED灯或者无线通信模块等。
4.软件设计：水位报警器的软件设计主要包括传感器信号的采集和处理、报警逻辑的实现以及人机交互界面的设计等。
传感器信号的采集可以通过模拟输入端口或者数字输入端口进行，根据不同传感器的特点选择合适的采集方式。
采集到的信号需要经过处理才能得到准确的水位数据，比如温度补偿和滤波处理等。
报警逻辑的实现需要根据不同需求制定相应的规则，如设置水位阈值、报警延迟等。
人机交互界面可以通过按键、LCD 显示屏等方式实现，方便用户设置参数和查询状态。
5.系统测试：设计完成后需要进行系统测试以验证其功能和性能。
首先，可以通过模拟液体的高度或者使用真实液体进行测试，观察水位报警器的报警是否准确。
其次，可以测试报警装置的声音和光照提示是否有效。
最后，可以通过模拟不同水位变化，测试系统对不同水位变化的响应和稳定性。
6.优化改进：在实际使用过程中，可能会出现一些问题，如误报警、误判等。
可以根据用户的反馈和实际需求进行优化改进，提高系统的准确性和可靠性。
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器模拟电子课程设计题目名称：姓名：学号：班级：信息与电子工程学院1． 设计任务：水温及水位自动监测报警器1.1 监视容器中水的加热过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水的加热过程，当容器中水温未达到沸点时，监视器报警灯红灯亮，提示水没烧开；当容器中水温达到沸点时，监视器报警灯绿灯亮，提示水已烧开。
1.2 监视容器中水位的升高过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水位的升高过程，当容器中的水位低于下限水位时，监视器报警灯单红灯亮；当容器中的水位到达下限及下限以上，并且在上限以下时，监视器报警灯不亮；当容器中的水位到达上限及上限以上时，监视器报警灯双红灯亮。
2．设计思路与说明 2.1 模拟水温检测系统2.1.1 水温监测实验原理及器材选用依据：热敏电阻是一种新型半导体感温元件，而正温度系数热敏电阻具有正的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值升高；当温度降低时，电阻值减小，其阻值—温度特性曲线如图1所示。
热敏电上限水位 下限水位 上限水位信号 下限水位信号 水容器 加热器 水温信号 水温、水位检测系统示意图进水管阻的阻值—温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中要进行线性化处理，但比较复杂，一般只使用线性度较好的一段，在试验中可用滑动变阻器模拟热敏电阻工作的过程。
实验中需要将变化的温度信号模拟成变化的电阻，为提高灵敏度，采用桥式电路，将变化的电阻信号转化成变化的电压信号输出。
因为温度的很小的变化，对阻值的影响较小，导致输出地电压信号变化很小，设备很难对微小的信号做出灵敏的反应，因此需要将小信号放大后进行处理，在这里，我采用了精密的仪表放大器来处理变化的电压信号。
当温度升高，达到沸点时，相应的热敏电阻升高到了一定的阻值，最终引起仪表放大器输出电压的变化，此时我需要选择出这个沸点电压，因此我选用了一个单限比较器，当放大器输出的电压值达到沸点时的电压时，电压比较器发生跳变引起输出点电位变化。
水位警报器教学设计方案
一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解水位警报器的工作原理和组成部分；（2）掌握水位警报器的组装和调试方法；（3）能够根据实际需求设计并制作简易水位警报器。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验、讨论等方式，培养学生的观察能力和动手能力；（2）通过小组合作，培养学生的团队协作能力和沟通能力；（3）通过实践操作，培养学生的创新思维和问题解决能力。
3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对科学实验的兴趣，培养其探索精神；（2）培养学生尊重事实、勇于实践的科学态度；（3）培养学生的环保意识和社会责任感。
二、教学内容1. 水位警报器的工作原理及组成部分；2. 水位警报器的组装方法；3. 水位警报器的调试方法；4. 实际应用场景下的水位警报器设计。
三、教学过程1. 导入新课（1）展示生活中的水位警报器实例，如家庭用水、农业灌溉等；（2）提出问题：如何设计一个简易的水位警报器？2. 讲解水位警报器的工作原理及组成部分（1）讲解水位警报器的基本原理；（2）介绍水位警报器的组成部分，如传感器、控制器、执行器等。
3. 水位警报器的组装方法（1）展示水位警报器的组装步骤；（2）指导学生进行水位警报器的组装。
4. 水位警报器的调试方法（1）讲解水位警报器的调试方法；（2）指导学生进行水位警报器的调试。
5. 实际应用场景下的水位警报器设计（1）分组讨论，根据实际需求设计水位警报器；（2）展示设计成果，分享设计心得。
6. 总结与评价（1）总结本次课程的主要内容；（2）评价学生的表现，给予鼓励和指导。
四、教学评价1. 过程性评价：（1）观察学生在课堂上的参与度、团队合作能力；（2）评估学生的动手操作能力。
2. 结果性评价：（1）检查学生设计的水位警报器是否满足实际需求；（2）评估学生的创新思维和问题解决能力。
五、教学资源1. 教学课件：包括水位警报器的工作原理、组成部分、组装方法、调试方法等；2. 实验器材：水位警报器组件、导线、电源等；3. 实际应用场景图片或视频资料。
水位报警器
目录1引言 (1)1.1课题的目的意义 (1)1.2要解决的主要问题 (1)2硬件设计 (2)2.1总体设计方案 (2)2.1.1设计方法 (3)2.2硬件选择 (3)2.2.1传感器的选择 (3)2.2.2 A/D转换器的选择 (4)2.2.3控制芯片的选择 (6)2.2.4报警电路的设置 (6)2.2.5控制电路的设计 (6)2.2.6显示电路的设计 (7)3软件设计 (8)3.1程序模块 (8)3.2程序流程图 (8)3.3 A/D转换子程序 (8)3.4报警子程序 (11)3.5总程序 (12)4实验与调试 (14)5课程设计总结 (15)5.1设计总结 (15)5.2心得体会 (16)5.3致谢 (17)6参考书籍 (17)1 引言1.1 课题的目的意义随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警计已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善。
然而水位报警计的许多相关理论与技术仍在不断发展。
本次课程设计就是针对锅炉水位报警计研究的一个课题。
因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断的补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。
为了随时了解储水设备内的水位，在储水设备上都装有水位计，水位计和储水设备构成一个连通器。
通过安装在储水设备里面的传感器和设计好的电路通过报警和控制来调控储水设备里面的水位。
水位报警计是近年来开发的一项新技术，它是传感器、硬件、软件等几项技术紧密结合的产物，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的，可用于很多地方进行工业控制。
本次设计主要针对水塔，水库等储水设备进行自动检测、自动报警等功能，其主要任务是保证储水设备的安全、稳定、经济的运行，减轻工作人员的劳动强度，由于我国水位报警操作水平落后，工作人员过多，但是现在水位报警计为水位控制开辟了广阔的前景。
水位报警器电路图
产品说明书：水位达标感应器
【使用说明】如说明书最下方的电路示意图所示，A,B为两个电极。
使用时，将B直接放入容器底部，A放在水位应该达到的位置上。
当水没过A时，扬声器将会有声音放出。
【原理说明】当水位达到A时，A,B两电极间相当于接上了一个电阻，和原来的短路相比，水充当了有电阻的“导线”的角色。
使得三极管VT1得到基极偏流而导通，电容在其中构成振荡电路。
让振荡器工作从而是的扬声器发出声音。
【操作注意事项】（1）开始是滑动变阻器Rx应该位于最大值。
将A.B直接接通后调节Rx。
使得扬声器声音合适。
特别注意不要烧坏三极管。
（2）该装置测水位达标能适合大多数的容器。
不过特别注意的是：如果对于特别大表面积（指水面面积）的容器，因其中水的电阻太大可能出现不发声的情况，所以必须注意两电极间距离不宜过远。
个人测试过，该装置能够至少承受一个人这样的外载电阻。
水位报警器实验实训报告
一、实验背景随着科技的不断发展，水位监测技术在工业、农业、日常生活等领域中得到了广泛应用。
水位报警器作为一种重要的水位监测设备，能够实时监测水位变化，并在水位超过设定阈值时发出警报，从而保障生产安全、节约水资源。
本实验旨在通过搭建水位报警器实验平台，学习水位报警器的原理、设计方法及实际应用。
二、实验目的1. 理解水位报警器的工作原理和组成结构。
2. 掌握水位报警器的电路设计、元器件选择及调试方法。
3. 熟悉水位报警器的实际应用，提高动手能力。
三、实验原理水位报警器主要由水位传感器、信号处理电路、执行器、报警电路等组成。
当水位超过设定阈值时，水位传感器将水位信号转换为电信号，经信号处理电路处理后，驱动执行器（如蜂鸣器、电磁阀等）发出警报。
四、实验内容1. 搭建水位报警器实验平台（1）选择合适的元器件：水位传感器、微控制器、信号处理电路元器件、执行器、电源等。
（2）设计电路原理图：根据实验要求，设计水位报警器电路原理图，包括水位传感器、信号处理电路、执行器、报警电路等。
（3）绘制PCB板：根据电路原理图，绘制PCB板，并进行元器件焊接。
2. 调试水位报警器（1）连接电路：将水位传感器、微控制器、信号处理电路、执行器、报警电路等连接起来。
（2）编程：编写微控制器程序，实现水位检测、信号处理、执行器驱动、报警等功能。
（3）调试：通过调试，确保水位报警器能够正常工作，满足实验要求。
3. 水位报警器实际应用（1）模拟实验：将水位报警器应用于模拟实验，如水箱水位监测、水塔水位监测等。
（2）实际应用：将水位报警器应用于实际生产、生活场景，如农业灌溉、工厂自动化等。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过搭建水位报警器实验平台，实现了水位监测、信号处理、执行器驱动、报警等功能。
实验过程中，水位报警器能够实时监测水位变化，并在水位超过设定阈值时发出警报。
2. 实验分析（1）水位传感器选择：本实验选用电容式水位传感器，具有响应速度快、抗干扰能力强等优点。
毕业设计_自动水满报警器设计
目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)1 引言 (1)2电路原理图 (1)3工作原理 (1)4 元件参数选择 (2)5 PCB设计流程 (2)6 PCB板的3D显示 (4)7安装与调试 (4)7.1 理论分析 (4)7.2 实际调试过程 (6)8 结论 (6)参考文献 (6)致谢 (9)自动水满报警器摘要自动水满报警器是当今运用十分广泛的报警器产品，在消防部门，公司安全和人们的日常生活都发挥着重要的作用。
该电路设计方法颇多，但其功能都是唯一的，实现水满后自动报警，而工作原理，分析方法，电路调试等都根据具体电路而定，所以对电路工作原理分析和电路安装与调试处理技术犹为重要。
本文从自动水满报警功能出发设计了一个功能较为完善的电路，并对电路工作原理和元件参数选择处理进行了系统的分析，根据工作原理和调试的结果，从所存在的一些问题着手解决，改变电路结构和元件参数，进而更准确地制作完成电路功能。
关键词：报警器；工作原理；PCB制作流程；安装与调试- I -2002级电子信息科学与技术专业毕业论文(设计) 英文摘要AbstractNowadays, automatic water annunciator is used extensively.It plays very important role in fire engine department, company security, and our daily life. There are many ways to design its electric circuit, but it has only one function that it alerts when water is full. Work principle, analysis, depend on the concrete electric circuit, such as adjustment of electric circuit, which is very important to analyze the electric circuit work principle, install, adjust and processing electric circuit. We have designed a more perfect electric circuits based on function of automatic water annunciator and analyze systemically the work principle of electric circuit and selection of component parameter. According to work principle and results of adjustment, there are still some problems. We have solved the problems, and changed the component parameter,and made its electric cirtuit accurately.Keywords：Annunciator ; Work principle ; PCB produce flow ; Installment and adjustment-Ⅱ-2002级电子信息科学与技术专业毕业论文（设计）共 9 页 第 1 页1 引言现在生活好了，很多家庭都用上了太阳能热水器，其应用太阳能，清洁无污染，实用价廉，深受喜欢。
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二 〇 一 一 年 4 月
专题设计实验报告
题 目： 水位报警逻辑电路设计与实验 学生姓名： 李陶 专 业：机电一体化 班 级：机电一体化
一、 设计任务
设计一个水位报警器的逻辑电路。
水位高度用三位二进制数提供。
当水位上升到8米时，白灯开始亮；当水位上升到10米时，黄指示灯开始亮；当水位上升到12米时，红指示灯开始亮。
水位不可能上升到14米。
二、 设计方案及论证
该任务应选用组合逻辑电路，选用三入三出的逻辑器件。
用三位二进制表示，2³=8有八种状态表示0-14米得水位变化。
所以用每种状态对应2米的变化。
用三位二进制数0 、1的输入表示八种状态，再输入端从高到低为C B A 。
用白、黄、红三盏灯得状态作为输出，分别用W Y R 表示，并规定灯亮时为1，不亮时为0.。
R
三、 电路组成及参数计算
1真值表： 2列逻辑表达式：
W=C B’A ’+CB ’A+CBA ’
Y=CB ’A+CBA ’
R=CBA ’
一．用门电路实现该逻辑功能
1用卡若图化解
2逻辑代数式：
W=C
Y=CB+CA=[(CB)’(CA)’]’
R=CB={(CB)’}’
3逻辑图：
二，用中规模逻辑器件实现逻辑功能
该逻辑功能用三输入实现八种逻辑状态，所以选用三线-八线译码器。
1逻辑表达式:
W=C=CB+CB’=CBA+CBA’+CB’A+CB’A’
=(m7’*m6’*m5’*m4’)’
Y=CB+CA=CBA+CBA’+CBA+CB’A
=(m7’*m6’*m5’)’
R=CBA+CBA’
= (m6’*m7’)’2逻辑图：
图1 3模拟仿真：
①保存：
图2图
图2
②设置路径：
图3 ③校验：
图4
④波形测试：
图5 四、设计所需仪器设备及元器件清单
五、测试用表格及测试结果
5.1 仿真测试结果
1．仿真电路图：
如图1所示
2．仿真内容及步骤：
如上所示：1验证逻辑电路
①画图
②作逻辑校验
2 设置路径
3校验
4波形测试
3．模拟真值表
4．仿真波形图:如图5
5．测试结果分析说明：
通过设计，达到预计的要求。
通过上述俩中方法，分别用门电路和中规模逻辑器件实现该逻辑功能，经分析，实现该逻辑所用的门器件较少，无论从逻辑推理上还是经济效益上，门电路更简单，更方便。
如果设计时，用到较多的们器件，建议使用中规模器件完成。
六、测试中遇到的问题及测试结果分析
1对3-8译码器的原理及应用范围还欠缺深入理解。
2对MAX+plusⅡ软件操作不熟悉，对器件名不熟悉。
七、结论
该设计完全符合设计要求。
八、创意设计或自主扩展设计说明
为使该报警器更加符合实际，出于经济方面的考虑，现将报警器改为需报警水位对应以盏灯亮。
具体设计如下所示：
1.根据设计要求列真值表
水位 C B A W Y R
2.卡诺图化解
3.逻辑表达式 W=CB ’A ’ Y=CA R=CB
4.逻辑电路图
该设计完全满足各种基本的的自动报警系统。