毕业设计(论文)-基于磁伸缩的线性液位计设计(软件设计)
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用磁致伸缩液位计是一种常用的工业用液位测量仪器，通过其精准的液位测量能力，广泛应用于化工、石化、电力、食品等领域。
传统的磁致伸缩液位计在某些特定环境下存在一定的不足之处，比如在高温、强腐蚀、高压等条件下工作时，传统磁致伸缩液位计的测量精度和稳定性往往无法满足实际需求。
对磁致伸缩液位计进行创新改造，以提升其适用性和性能，具有重要的工程意义和实际应用价值。
一、改造方案1.材料选择传统的磁致伸缩液位计在高温、强腐蚀环境下容易受到影响，在创新改造过程中应选择耐高温、耐腐蚀的材料，如高温合金、陶瓷、特种不锈钢等。
这些材料具有优异的耐腐蚀性能和高温稳定性，能够有效提升磁致伸缩液位计在恶劣环境下的工作性能。
2.结构设计传统磁致伸缩液位计的结构相对简单，改造时可以采用更加复杂的结构设计，使其具有更强的抗干扰能力和适应性。
比如在传感器部分增加抗干扰的电路设计，提高信号的稳定性和准确性；在测量部分增加自动校准功能，提升液位测量的精准度和稳定性；在外壳部分增加抗高压结构设计，使其能够在高压环境下正常工作。
3.技术创新除了材料选择和结构设计外，创新改造还可以从技术上进行突破，引入先进的传感技术、信号处理技术和通信技术，提升磁致伸缩液位计的测量精度、响应速度和可靠性。
比如引入微机控制技术，实现液位测量的智能化和自动化；引入无线通信技术，实现液位数据的远程传输和监控。
二、应用价值经过创新改造的磁致伸缩液位计具有更强的适应性和稳定性，适用于更广泛的工业环境和工艺条件。
具体应用价值主要表现在以下几个方面：1.提升工业安全性传统磁致伸缩液位计在高温、强腐蚀环境下存在安全隐患，创新改造后的液位计能够更好地适应这些恶劣环境，提升工业生产的安全性和稳定性。
2.提高生产效率改造后的磁致伸缩液位计具有更高的测量精度和稳定性，能够更准确地监测液位变化，及时发现问题并进行调整，提升生产效率和产品质量。
3.降低维护成本传统磁致伸缩液位计在恶劣环境下容易受到损坏，需要经常维护和更换，而改造后的液位计具有更好的耐用性和稳定性，能够降低维护成本和停机损失。
磁质伸缩液位计在测量液位中的应用
2.2.4.2 使用液晶显示设置菜单校准 液晶显示选项提供菜单（如图 8 所示）操作设置，使用
UP，DOWN，和 SELECT 按键。参照菜单选项示意图（如图 8 所示），熟悉设置和选择说明。
A 设置 4mA 点： 在 CAL 菜单下，进入 LRV（下限值）菜单选项。 按 SELECT 键改变 4mA 点对应的设定值。 B 设置 20mA 点 在 CAL 菜单下，进入 URV（上限值）菜单选项。 按 SELECT 键改变 20mA 点对应的设定值。 根据需要可多次重复上述步骤。这个步骤，仅限标准选 择的主要变量。 在进行设置时要注意：菜单显示选项由所订购变送器型 号来决定。只有当 CCR—自定义电流呈打开状态时，LRC 和 URC 菜单选项才会出现。
匹配
换来使用，这并非是变送器的问题。
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李宗方：磁质伸缩液位计在测量液位中的应用
AT100 变送器的 DD 文件可以在厂家网站下载，
3
无法在变送器上加载配置
DD 文件不在主系统
DD 文件必须在网络中安装以保证变送器正常
工作。
把虚拟模式跳线（模块前面）移动到上部位置
AI 模块输出与液位改变不一 变送器在虚拟模式中
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李宗方：磁质伸缩液位计在测量液位中的应用
2.2.4 变送器校准与设置 2.2.4.1 液位输出校准
该产品为数字式变送器，不需要日常维护校准。如果有 必要重新校准，可以通过变送器按键或者用 HART 通讯器（适 合选用带 HART 协议的变送器），还可以通过菜单控制的液晶 显示（适合选用带液晶显示的变送器）进行重新校准。
（1）全量程内具有 0.01%的高精度。 （2）按键校准，操作简便。
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李宗方：磁质伸缩液位计在测量液位中的应用
磁致伸缩式液位计的原理和应用
磁致伸缩式液位计的原理和应用谢芳【摘要】The basic principles of magnetostriction, features, typical configurations, anti- jamming measurement and main application of magnetostrictive level gauge in petrochemical industry are expatiated. Compared with other traditional level meters, the application advantage of magnetostrictive level gauge is discussed with the example of oil-tank level measurement and alkyl aluminum tank level measurement. Practice has proved that the magnetostrictive level gauge is particularly suitable for the measurement of chemical raw materials and flammable liquids with good effect.%阐述了磁致伸缩式液位计的基本原理、特点和典型配置，以及在石化行业的主要应用。
在与其他传统液位计进行比较后，以油罐液位的测量和烷基铝储罐液位的测量为例，说明磁致伸缩式液位计的应用优势。
实践证明磁致伸缩式液位计特别适合化工原料和易燃液体的测量，效果良好。
【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2012(048)006【总页数】4页(P60-63)【关键词】磁致伸缩;液位计;烷基铝;液位测量;储罐【作者】谢芳【作者单位】中国石化工程建设有限公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TQ056.14液位仪表的选型要求较高。
基于电磁感应技术的液位测量仪器设计
基于电磁感应技术的液位测量仪器设计基于电磁感应技术的液位测量仪器设计摘要：本文介绍了一种基于电磁感应技术的液位测量仪器的设计。
通过利用电磁感应原理，设计了一个非接触式的液位测量装置，可以精确测量液体的高度，并输出相应的信号。
该仪器具有测量范围广、精度高、安全可靠等优点，适用于各种液体的液位测量。
1. 引言液位测量在工业生产和实验室研究中具有重要的应用价值。
传统的液位测量方法包括浮球式测量、压力式测量、超声波测量等，但这些方法存在着一些问题，如测量范围有限、精度不高、易受温度和压力等因素的影响。
因此，需要开发一种新的液位测量仪器，以提高测量的准确性和可靠性。
2. 基于电磁感应的液位测量原理电磁感应原理是指当一个导体处于磁场中发生运动时，会在导体两端产生感应电动势。
基于这一原理，液位测量仪器可以通过测量液体表面上的导体产生的感应电动势来判断液位的高度。
3.液位测量仪器的设计液位测量仪器主要包括传感器部分和信号处理部分。
传感器部分包括一对电磁线圈和一根导体杆，电磁线圈通过交流电流产生磁场，导体杆通过连接到液位上方的浮子或导体来感应磁场。
当导体杆与浮子或导体变化时，两个电磁线圈之间的感应电动势就会发生变化。
信号处理部分利用滤波、放大和模数转换等技术处理传感器输出的信号，然后将结果输出到显示装置或控制系统。
4. 实验结果与分析通过实验，我们测试了该液位测量仪器在不同液位下的测量准确性和稳定性。
实验结果表明，该仪器的测量误差在1%以内，稳定性良好，满足实际应用需求。
5. 结论本文设计了一种基于电磁感应技术的液位测量仪器，通过实验证明了其测量准确性和稳定性较好。
该仪器具有测量范围广、精度高、安全可靠等优点，适用于各种液体的液位测量。
未来可以进一步改进该仪器的结构和算法，提高其测量精度和反应速度。
基于电磁感应技术的液位测量仪器设计
基于电磁感应技术的液位测量仪器设计电磁感应技术是一种广泛应用于液位测量领域的技术，其原理是利用液位高度的变化来改变感应线圈中的电感值，进而实现液位高度的测量。
传统的液位测量仪器往往存在精度不高、稳定性差、易受外界干扰等问题，为了解决这些问题，研究人员开始尝试。
本文将从电磁感应技术的基本原理入手，探讨如何设计一种高精度、稳定性好的液位测量仪器。
首先，我们需要了解电磁感应技术是如何实现液位测量的。
在液位测量系统中，通常会设置一个发射线圈和一个接收线圈。
发射线圈中会通过交流电源产生一个交变磁场，当液位高度发生变化时，液体介质的磁导率也会发生变化，导致接收线圈中感应出的电压发生变化。
通过测量这个电压的变化，我们就可以得知液位高度的变化情况。
根据这个原理，我们可以设计出一种基于电磁感应技术的液位测量仪器。
为了提高液位测量仪器的精度，我们需要考虑多种因素。
首先是线圈的设计。
线圈的形状、大小、匝数等参数都会影响到感应效果，因此需要进行精确的设计与优化。
其次是信号处理部分。
由于液位变化引起的感应电压往往十分微弱，容易受到噪声干扰，因此需要进行信号放大和滤波处理，以确保输出信号的稳定性和准确性。
另外，还需要考虑到液体介质的特性，不同介质的磁导率不同，因此在设计时需要考虑到不同液体介质对测量结果的影响。
除了以上几个方面，还有许多其他因素会影响液位测量仪器的性能。
例如温度对测量精度的影响、外界干扰的抑制、仪器的功耗和体积等。
在设计液位测量仪器时，需要综合考虑这些因素，通过合理的方案设计和优化，才能够实现一个高性能的液位测量仪器。
近年来，随着人们对工业生产过程精度要求的提高，对液位测量仪器的设计需求也越来越高。
采用基于电磁感应技术的液位测量仪器不仅可以提高测量精度，还可以避免接触式测量带来的交叉感染、介质污染等问题，因此备受关注。
通过对电磁感应技术的深入研究，不断优化设计方案，相信基于电磁感应技术的液位测量仪器将在工业领域发挥越来越重要的作用。
基于磁致伸缩液位仪的油罐液位网络节点设计
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智能磁致伸缩液位测量仪设计
智能磁致伸缩液位测量仪设计杨星红;黄皎;陆晓春;尹涛【摘要】针对当前液位测量监测系统中存在的多种问题,设计了一种高精度的智能磁致伸缩液位测量仪.系统采用ARM Cortex-M4系列的EK-TM4C1294NCPDTI 芯片作为核心控制处理器,包含电源模块、时钟模块、激励信号模块、信号检测模块、以太网接口模块、故障报警模块、数据存储模块等.实现了测量精度高、稳定性好、人机交互友好,具有网络化通信功能的智能液位测量仪.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P118-120,123)【关键词】磁致伸缩;ARM Cortex-M4;智能;网络化【作者】杨星红;黄皎;陆晓春;尹涛【作者单位】河海大学物联网工程学院,江苏常州213022;河海大学物联网工程学院,江苏常州213022;河海大学物联网工程学院,江苏常州213022;河海大学物联网工程学院,江苏常州213022【正文语种】中文【中图分类】TP23现如今部分工业现场环境恶劣，对测量设备提出了诸多要求，如需要耐高温高压、抗磨损、腐蚀等，工作人员也很难近距离操控测量流程,这使得测量过程不那么轻易可行。
磁致伸缩液位传感器因其具有大量程、高精度、易维护、免定标、长寿命和强适应性等特点，目前广泛应用于工业液位测量领域，满足了工业现场对液位测量的环境要求[1]。
由于我国自行研制的液位测量仪虽然具有一定的测量精度，能够满足基本测量要求，但其在操作、人机交互、数据容量和兼容性上均存在一定的局限性[2]。
传统液位测量仪只配备了传统的工业现场总线方式，这对远距离的控制和访问造成了困难，使得测量数据无法得到实时监控。
本文设计了一种智能磁致伸缩液位测量仪，具有网络化接口，能够实现实时数据传输与存储，实时监测与报警功能。
1.1 测量原理如图1所示为磁致伸缩传感器结构图,包括传感器头部、探测杆、活动磁铁和阻尼器。
主控制模块向波导丝上施加激励驱动脉冲，波导丝周围瞬时产生电磁场，与磁铁产生的轴向磁场叠加，形成螺旋磁场，由于磁致伸缩效应，扭转波发生瞬时形变产生扭转波，该扭转波以已知的固定超声波速度向两端传播[4],一端被阻尼器吸收，另一端被线圈检测到。
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用磁致伸缩液位计是一种以磁致伸缩效应为原理的液位测量仪器，其广泛应用于各种行业的液位检测中。
现代工业越来越注重创新改造，以提高生产效率和节约成本。
在磁致伸缩液位计领域也不例外，对其进行改造和创新，可以更好地满足行业需求和提高测量精度。
本文主要探讨磁致伸缩液位计的创新改造及其应用。
一、创新改造1. 传感器结构传统磁致伸缩液位计的传感器结构相对简单，一般由磁棒、弹簧、固定架等构成。
但其精确定位方面存在一定问题，同时也不利于测量范围的拓展。
基于这一问题，可以对传感器结构进行创新改造，可以考虑添加多个磁棒、弹簧、传感器等，以实现更加精准和灵活的测量。
例如采用多点定位的方式，充分挖掘磁致伸缩效应的优点，使其实现高精度及大测量范围的可行性。
2. 磁感应线磁感应线是影响磁致伸缩液位计测量精度的重要因素之一。
目前常用的磁感应线材料主要是铁氧体，但其易受温度影响，难以满足要求。
因此，可以尝试使用新的材料进行创新改造。
如采用稀土永磁材料，可以提高磁感应线的灵敏度和稳定性，从而实现更加精准的液位测量。
3. 信号处理信号处理是保证磁致伸缩液位计测量精度的另一重要因素。
传统的信号处理方式主要依靠模拟电路，存在着信号干扰等问题。
为此，可以尝试采用数字信号处理技术进行创新改造。
数字信号处理可以有效地抑制噪声信号，提高信噪比，从而提高测量精度。
二、应用磁致伸缩液位计广泛应用于化工、石油、纺织、航空、电力等行业中，拥有着广阔的应用前景。
1. 液位监测磁致伸缩液位计最基本的应用就是液位监测。
通过监测液位的高低，可以对储液罐等液位设备进行实时监控，从而确保工业生产的正常进行。
2. 流量监测磁致伸缩液位计通过对液位变化的监测，可以进一步计算出液体的流量，从而实现流量监测。
不仅可以实现对液体精确的流量监测，还可以对管道的堵塞情况进行检测。
3. 密度测量磁致伸缩液位计在液位监测的基础上，还可以通过计算称量值与液位值的比值，实现对液体密度的计算，从而实现密度测量。
基于磁致伸缩原理的液位传感器的设计
基于磁致伸缩原理的液位传感器的设计液位传感器是一种用于测量容器内液体水平高度的装置。
基于磁致伸缩原理的液位传感器利用了磁场和磁性材料之间的相互作用，通过测量磁性材料的伸缩变化来确定液位的高度。
在设计基于磁致伸缩原理的液位传感器时，需要考虑以下几个方面：1.选取合适的磁性材料：磁性材料是液位传感器的核心组成部分，它的伸缩变化直接关系到液位的测量准确度。
通常选择磁性材料的弹性模量较大、磁导率较高的材料，如Fe-Ni合金。
选取合适的磁性材料可以提高传感器的灵敏度和稳定性。
2.设计磁场产生器：磁场产生器是用来产生稳定的磁场，以对磁性材料产生力，从而实现液位的伸缩变化。
磁场产生器可以采用线圈产生恒定的磁场，也可以使用永磁体产生稳定的磁场。
选择合适的磁场产生器可以保证传感器具有较高的精度和稳定性。
3.测量磁性材料的伸缩变化：液位传感器需要测量磁性材料的伸缩变化来确定液位的高度。
可以使用位移传感器或压电传感器等设备来测量磁性材料的伸缩变化。
位移传感器可以测量磁性材料的位移，从而间接测量液位的高度；而压电传感器可以测量磁性材料的压力变化，从而直接测量液位的高度。
选取合适的测量方法可以提高传感器的测量精度。
4.利用微处理器进行信号处理：设计中可以利用微处理器对传感器的信号进行处理，从而获得更加准确和可靠的液位测量结果。
微处理器可以对传感器的输出信号进行滤波、放大和校正等处理，以提高传感器的灵敏度和稳定性。
此外，微处理器还可以对传感器的输出信号进行数字化处理，以实现传感器的自动化控制和数据采集。
在设计基于磁致伸缩原理的液位传感器时，需要综合考虑材料选择、磁场产生器设计、信号测量和信号处理等方面的问题，以实现传感器的高精度、高灵敏度和高稳定性。
通过科学合理的设计和优化，可以有效提高液位传感器的性能，满足工业生产和科研等领域对液位测量的需求。
同时，可以根据具体应用场景的需求和特点对传感器进行相应的优化和改进，以提高其适用性和可靠性。
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用
对磁致伸缩液位计的创新改造及应用【摘要】磁致伸缩液位计是一种常用于工业领域的液位检测设备，通过磁力感应原理实现液位测量。
传统磁致伸缩液位计存在精度不高、受环境干扰大等问题。
为了提升其性能和应用价值，可以采用新型材料提高精度、引入智能化技术提升性能、优化结构设计以适应多种环境以及提升抗干扰能力等创新改造方向。
这些改造将有助于提升磁致伸缩液位计在工业领域的应用价值。
未来，磁致伸缩液位计的发展方向可能会更加智能化、精准化，并具备更强的抗干扰能力。
通过不断的创新改造，磁致伸缩液位计将更好地适应工业生产环境的需求，为液位检测领域带来更多可能性和机遇。
【关键词】关键词：磁致伸缩液位计、创新改造、新型材料、智能化技术、结构设计、抗干扰能力、工业应用、发展方向。
1. 引言1.1 磁致伸缩液位计的定义磁致伸缩液位计是一种应用磁致伸缩效应来测量液体或固体物料液位高度的仪器。
它通过在测量介质中加入一根伸缩杆，当液位升高时，伸缩杆会随之伸展或缩短，从而改变磁场线的形状和大小。
通过测量磁场线的变化，可以准确地确定液位的高度。
磁致伸缩液位计具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点，因此在化工、石油、冶金、食品等行业得到广泛应用。
通过对磁致伸缩液位计的改造和升级，可以进一步提高其测量精度、抗干扰能力和适应性，从而更好地满足工业领域对液位测量的需求。
1.2 磁致伸缩液位计的原理磁致伸缩液位计的原理是利用磁性浮子在液体内上下浮动，通过磁力传感器测量浮子位置来确定液位高度。
在磁致伸缩液位计中，通常会使用一对磁性材料制成的磁性材质作为浮子，这两个磁性浮子之间的磁力会随着液位的变化而发生变化，进而影响磁感应强度的变化。
磁感应强度的变化通过传感器转化为电信号，从而实现对液位高度的监测和测量。
基本原理是根据浮子的位置不同，磁感应强度也有所不同，通过测量磁感应强度的变化来确定液位高度。
利用磁性材料的特性，磁致伸缩液位计能够在液体介质内有效地测量液位高度，具有响应速度快、精度高、耐腐蚀等优点，适用于各类液体介质的测量。
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毕业设计(论文)机械与电气工程学院07自动化专业题目：基于磁伸缩的线性液位计设计（软件设计）学生姓名：班级：07自动化学号：指导教师：完成日期：20011 年5 月20日基于磁伸缩的线性液位计设计（软件设计）Based on magnetostrictive linear liquidometer design (softwaredesign)总计毕业设计（论文）38 页表格 4 幅插图14 幅摘要本设计为基于磁致伸缩原理的线性液位计设计，共包括稳压电源、A/D转换显示电路、按键控制电路、RS485通讯电路和单片机控制电路五个部分。
首先通过磁致伸缩液位传感器对液位进行实时采集，但由于输出是标准的4-20mA电流信号，故不需进行信号的放大，直接送A/D转换电路进行转换，然后经AT89S51单片机并存放数据，同时将采集的液位送入液晶显示模块进行显示。
本系统可通过六个按键“设置，加1，减1，左移，右移，确认”，分别用于控制对单片机的时间和液位初值。
另外，本系统还可通过RS485电路对数据进行远距离传输。
关键词: 磁致伸缩液位计实时采集 AT89S51 RS485通讯AbstractThis design based on magnetostrictive principle for the design of linear liquidometer real-time control, level position with LCD actual pressure and time, with buttons adjust clock and level cap height, system level minimum degree of distinction 0.1 mm. Including : manostat, signal processing and amplifying circuit, A/D conversion display circuit, button control circuit, RS485 communication circuit and single-chip microcomputer control circuit. Design for the control chip AT89S51, the chip powerful function, and can satisfy the design.Keywords: level gauge Level measurement AT89S51 RS485uniform目录基于磁伸缩的线性液位计设计（软件设计） (2)摘要 (3)Abstract (5)第一章绪论 (8)第二章系统总体设计 (9)2.1 研究内容 (9)2.2 课题分析 (10)2.3 单片机核心部分的总体设计 (10)2.4 研制过程 (11)2.5 其他说明 (12)第三章硬件设计 (13)3.1 MCS-51系列单片机内部结构及功能部件 (13)3.2 MAX197的概述 (17)3.2.1 MAX197的控制字 (18)3.2.2 数据的读取 (20)3.3 LCD12864简介 (21)3.3.1 概述 (21)3.3.2 LCD12864基本特性 (21)3.3.3 模块接口说明 (22)3.3.4 指令说明 (24)3.4芯片MAX485和RS485通信的概述 (27)3.4.1 芯片MAX485的概述 (27)3.4.2 总线驱动器芯片SN75176 (28)第四章系统的中断，定时与串行通信 (29)4.1单片机的中断系统 (29)4.1.1 中断的概念 (29)4.1.3 中断控制 (32)4.2 单片机的定时与计数器 (33)4.2.1 定时/计数器方式控制寄存器 (33)4.2.2 定时/计数器控制寄存器TCON (34)4.3 串行通信及其接口 (34)4.3.1 串行通信的基础知识 (34)4.3.2 串行口的工作方式 (38)第五章系统硬件设计 (40)5.1单片机处理模块的设计 (40)5.1.1 时钟电路 (40)5.1.2 复位电路 (41)基于磁伸缩的线性液位计设计5.2模拟信号转化数字信号（A/D）模块设计 (41)5.3液晶显示模块设计 (42)5.4 按键模块设计 (43)5.5 RS485通信电路模块设计 (43)第六章软件设计 (44)6.1 主程序软件设计 (44)6.2 时钟子程序设计 (45)6.3 A/D转换之程序设计 (46)6.4 按键处理子程序设计 (47)6.5 二进制转十进制子程序设计 (48)6.6 液晶显示子程序设计 (49)6.7程序的软件调试和烧录 (49)6.7.1 程序的软件调试 (49)7.7.2 烧录器原理及方法介绍 (50)第七章总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)附录一程序清单 (54)第一章绪论随着科学技术的迅猛发展，高新技术在各行业中得到了广泛的应用，高科技含量的磁致伸缩液位传感器，应用于各类储罐的液位测量。
该种液位仪具有精度高、环境适应性强、安装方便等特点。
因此，广泛应用于石油、化工等液位测量领域，并逐渐取代了其它传统的传感器，成为液位测量中的精品。
采用磁致伸缩液位计，进行液位的测量，其优点表现在：1.可靠性强：由于磁致伸缩液位计采用波导原理，无机械可动部分，故无摩擦，无磨损。
整个变换器封闭在不锈钢管内，和测量介质非接触，传感器工作可靠，寿命长。
2.精度高：由于磁致伸缩液位计用波导脉冲工作，工作中通过测量起始脉冲和终止脉冲的时间来确定被测位移量，因此测量精度高，分辨率优于0.01%FS，这是用其它传感器难以达到的精度。
3.安全性好：磁致伸缩液位计的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特别适合对化工原料和易燃液体的测量。
测量时无需开启罐盖，避免人工测量所存在的不安全性。
基于磁伸缩的线性液位计设计4.磁致伸缩液位计易于安装和维护简单：磁致伸缩液位仪一般通过罐顶已有管口进行安装，特别适用于地下储罐和已投运储罐的安装，并可在安装过程中不影响正常生产。
5.便于系统自动化工作：磁致伸缩液位计的二次仪表采用标准输出信号，便于微机对信号进行处理，容易实现联网工作，提高整个测量系统的自动化程度。
第二章系统总体设计2.1 研究内容文章针对液位计的现状及发展趋势，在阅读了大量文献及资料的基础上，成功设计、调试了一套用于计量液位的智能低功耗液位计系统。
它基于磁致伸缩原理，对液位进行实时控制，用液晶显示实际压力值和时间，用按键调整时钟和水位上限高度，系统的水位最小区分度为0.1mm。
包括稳压电源、信号处理与放大电路、A/D转换显示电路、按键控制电路、RS485通讯电路和单片机控制电路。
主要内容有以下几点：（1）12位的A/D转换器及带有显示的时钟转换电路（2）高精度稳压电源：24V（3）点阵式液晶显示器显示：16位数显（4）时钟、水位高度设置控制键（6键：设置、+、-、左移、右移、确认）（5）RS485通讯电路系统可以同时测量总体液位和/或界面液位，以及温度输出，标定极其简单，无需实标，仅仅只需按按钮，可现场替换差压式，电容式，超声波式，雷达式，外浮筒式，核子式，钢带或钢带伺服式等液位变送器。
2.2 课题分析课题任务：任务：设计一个基于磁伸缩的线性水位计。
基本要求：1、设计一个高于12位的A/D转换和一个时钟电路并带有显示；2、设计一个24V的高精度稳压电源；3、数据由16位点阵式液晶显示器显示；4、由6键（设置、+、—、左移、右移、确认）控制设置时钟、水位高度；5、设计一个RS485通讯电路。
课题任务分析：课题中的水位计要用磁致伸缩式的传感器，这种液位计不仅要能显示液位高度，还需用键盘加以控制，完成“设置、+、-、左移、右移和确认”六个功能，同时还要有通讯电路，以便与上位机相连接，可以完成远程控制。
要设计出能加以控制并显示的液位计，需要硬件电路和系统软件的共同配合，硬件部分要完成液位计的电源动力部分、按键部分、单片机外围电路、显示电路等。
软件部分要完成的任务有：主控程序、按键程序、显示程序、通讯程序等部分。
2.3 单片机核心部分的总体设计本电路的设计包括感器模块、信号处理与放大电路、A/D转换模块、按键控制模块、LCD显示模块、RS485通讯模块、电源模块、MCU处理模块，由传感器采集数据，由仪表放大电路对采集的信号进行处理，然后经A/D转换变为数字信号输送给单片机进行处理并在LCD上显示并还显示当前时间，而且可以远程通讯。
系统总体结构框图如下图所示。
本课题设计液位高度和时间显示可以完成如下功能：●使用点阵式LCD显示器来显示现在水位高度和现在的时刻，显示格式分别为“XX:XX:XX”和“XXX.X mm”。
例如，“06:47:01”的时刻水位高度为“227.5 mm”。
●具有6个小按键操作来设置上限水位高度和现在的时刻。
当水位高度超过设置的上限高度时， LCD显示器会出现“错误”字样。
通过“设置”键选择上限水位高度还是时间的调整，然后通过“左移”、“右移”键确定哪位的设定，最后通过“+”、“-”可从数0开始一直调到9中的任意数字。
●利用RS485可以远程通讯，其既作驱动器用，将信息传给计算机，又可作接收器用，从计算机获取控制命令。
2.4 研制过程1.系统设计——通过查阅资料和书籍，结合自身的电路知识来设计。
2.画电路原理图——利用protel99se和Proteus将设计的原理图画出，为制作PCB提供依据。
3.单片机程序的编写——了解AT89C51的内部资源，利用C语言进行编程。
4.程序的调试和烧录——取得印制电路板后，把器件按图正确的焊接在PCB板上，然后将程序烧录进AT89C51并进行系统电路的调试。
5.硬件焊接——考虑PCB板刻录需仪器，我们自己手工焊接。
2.5 其他说明系统分为硬件部分和软件部分。
本论文给出了相关芯片的概略资料，主要介绍软件设计思路，及概略介绍了硬件设计流程。
第三章硬件设计3.1 MCS-51系列单片机内部结构及功能部件图3.1 AT89C51芯片引脚图（DIP封装）下面以DIP封装的AT89S51为例叙述各个引脚的功能。
1）主电源线VCC（40引脚）：接+5V电源正端，正常操作和对EPROM编程及验证时均接+5V电源。
GND（20引脚）：接电源地端。
2）外接晶体线XTAL1（19引脚）：接外部晶体振荡器的一端。
在单片机的内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。
当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接地；对于CHMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。