基于传感器的液体密度计的设计
液体密度仪的设计与制作
大学物理实验
ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＬＬＥＧＥ
文章编号:１００７￣２９３４( ２０１９) ０５￣００５１￣０４
Ｖｏｌ.３２ Ｎｏ.５ Ｏｃｔ.２０１９
液体密度仪的设计与制作
焦瑞豪ꎬ孙丽媛∗ ꎬ王紫欣ꎬ杨佳怡ꎬ王家勇
( 沈阳航空航天大学 理学院ꎬ辽宁 沈阳 １１０１３６)
图 １ 液体密度仪结构图
１ 设计方案
依据物理原理中的Βιβλιοθήκη 度公式:ρ ＝ Ｍ / Ｖ.
(１)
通过测量待测液体的质量 Ｍ 和待测液体的
体积 Ｖꎬ间接测出待测液体的密度 ρꎮ
传统的测量方案是用天平测液体质量ꎬ用游
标卡尺测容器底部尺寸ꎬ用米尺测液体的高度ꎬ从
而得出液体的体积ꎮ 用米尺测量液体高度ꎬ精度
不够且与其它物理量的测量精度不匹配ꎻ传统测
摘
要: 依据物理原理ꎬ采用传感器技术设计与制作的液体密度仪可实现自动、连续测量待测液体
的密度ꎮ 该装置主要是由盛装待测液容器、信号采集、信号处理、信号显示等功能组成ꎮ 采用压力传感
器采集待测液的重量ꎬ超声波测距模块采集待测液体的高度ꎻ以 ＳＴＭ３２ 单片机为控制核心ꎬ对采集到的
信号进行数据处理ꎬ并将结果传送至显示器ꎬ实时显示测量结果ꎮ 具有快捷、精确、实时测量的优点ꎬ在
输入按键采用薄膜式 ４×４ 矩阵键盘ꎬ可配合 各种开发板使用ꎬ只占用 ８ 个标准 ＩＯ 口ꎬ可实现 １６ 个按键扫描、独立输入ꎮ 接口为 ２.５４ ｍｍ 排母 座ꎮ 能够满足硬件设计时的全部需求ꎬ利用键盘 按键实现对 ＳＴＭ３２ 芯片的实时控制ꎮ 同时ꎬ采用 粘贴式薄膜ꎬ便于调整键盘位置ꎮ ２.６ 工作电源
液体密度传感器
图 4 音叉式密度传感器
2 射线式液体密度传感器
放射性同位素在衰减时会以粒子或波的形式辐射
出射线, 当射线穿过介质时, 射线强度的变化受介质密
度的影响。 假设射线穿过液体前后的强度分别为J 0 和 J , 射线在液体中穿过的路径为 d , 液体密度为 Θ, 质量吸
收系数为 n, 则存在关系:
J
=
J
end Θ
图 6 声板波传感器原理
超声波液体密度传感器的主要优点: 可以实现非 接触测量; 响应快, 测量精度高; 无放射性, 对人体无 害; 没有运动部件, 测量稳定性好。主要缺点: 液体介质 中的杂质, 如气泡等可引起超声波信号的严重衰减, 使 测量有时不稳定; 对粘性介质, 精密测量时必须考虑介 质粘度的影响。
参考文献
[ 1 ] 吴梅英, Peter D M c In tyre. 北京萤火虫复眼的梯度折射率光学 和光线追迹[J ]. 生物物理学报, 1994, 10 (2) : 2692273.
[ 2 ] 曹炬, 陶文兵, 田金文. 运用多个光学成像探测器估计目标距离 [J ]. 仪表技术与传感器, 2004, (3) : 50252.
1 谐振式液体密度传感器
谐振式测量原理是通过谐振子的振动特性来实现 的。谐振子在工作过程中, 可以等效为一个单自由度系 统, 以系统的固有频率振动, 系统的固有频率只与系统 中的等效质量m e 和等效弹性系数 k e 有关。 其公式为
f
=
1 2Π
ke me
(1)
如图 1 所示, 谐振式密度传感器的测量原理是通过
将流体流经的某一管段两端固定中间施以周期性激振力使其受迫振动管段上各微元段将具有方向垂直于其中心轴线的周期性旋转角速度管中流动的流体因为科氏效应将在管壁上施加一个正比于其质量流量的科氏反作用力该力使得管段上各点的振动状态发生变化检测该振动状态的变化量即可以得出流体的质量流量从而可以求出液体的密度
基于ATmega168的便携静压式液体密度计设计
令Ｐ １ ． Ｐ ２ ＝ ＡＰ ，由 （ ２ ）可得 ：
。 （ ３ ）
图２信 号放 大 电路 因￣ ３ ＡＴ ｍｅ ｇ ａ １ ６ ８ 自带８ 路ｌ ０ 位具 有 可选 差 分输 入 级 可
由此便 可 以得到待 测液 体的 密度 ｐ。 ３ 信号 的采 集与 处理 选用 的 压 强传 感 器 是ＭＰ Ｓ ２ ０ Ｎ ０ ０ ０ ５ Ｄ — Ｓ 。它 的工 作温 ● — — — — — — — — — 一
表 １压 强传 感器输 出特 性表 液柱 高度ｈ （ ｃ ｍ） 电压 （ ｍｖ ）
２ ． ４ ４ ． ５ ７＿ ３ ５－ ３ ５ ． ５ ５． ７
４ ５ ６
１ ０ ． ６ １ ５ ． １ １ ７ ． ５
６ ． １ ６ ． ６ ６ ． ８
２ ５ ９ Ｉ
— 一 － ’ ‘ 、 ＣＤ Ｓ ｏ ｔ ｆ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄＡ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
ｔ 连
应用研 发
软件设计
到指定 的数 据库 服 务器 ，可 以打开 数据库 ，可 以进于Ａ Ｔ ｍｅ ｇ ａ １ ６ ８ 的便携静压式液体密度计设计
郭慧峰 ， 胡杰 ／ 长 江 大学计算 机 科 学学 院
目 前 行 量 业 液 ， 在 等 体 石 领 的 油 域 密 化 的 度 工 生 产 、 食 或 品 教 加 学 工 过 程 、 酿 中 酒 ， 业 常 和 需 要 教 育 测
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ２ ４ １
编 程增 益 的Ａ Ｄ Ｃ，所 以可将 放大 后 的电压信 号直 接输 入 到 Ａ Ｔ ｍｅ ｇ ａ １ ６ ８ ＠ 。经过 单 片机 的Ａ ／ Ｄ转 换 ，可得 到 实 际的 电 压 值 。Ａ Ｔ ｍ ｅ ｇ ａ １ ６ ８ 是基 于增 强 的Ａ Ｖ Ｒ Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ 结构 的低 功 耗８ 下转第２ ６ １ 页》 》 》 》》 》
液体密度传感器[实用新型专利]
![液体密度传感器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/554f008cf021dd36a32d7375a417866fb84ac0ce.png)
〔19〕中华人民共和国专利局〔12〕实用新型专利申请说明书[11]公告号CN 2032321U〔43〕公告日1989年2月8日[21]申请号88202797.2[22]申请日88.4.2[71]申请人祁鲲地址河南省安阳市粮油工业公司[72]设计人祁鲲[51]Int.CI 4G01N 9/10权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页[54]实用新型名称液体密度传感器[57]摘要液体密度传感器是将浮子式密度计与直线式位移传感器相结合，由位移传感器检测浮子的位移，并输出电信号，完成动态液体密度的电子测量。
88202797.2权 利 要 求 书第1/1页 一种液体密度传感器，它由线圈1、铁芯2、圆盘3、浮子4、内筒5、外筒6、分液板7和底座8等组成，其特征在于内筒5与外筒6同轴固定在底座8上，在距内筒5下端口一定距离的筒内，固定有圆片形分液板7，分液板7的板面四周均布着多个小圆孔，在内筒5内自由放置着浮子4，浮子4为圆管形，由上到下分为直径不同的三段，上部直径最小，下部直径最大，浮子4顶部与铁芯2固定，并一同插入线圈1的中心孔。
88202797.2说 明 书第1/2页液体密度传感器液体密度传感器属于液体密度电子测量器件。
浮子式密度计是传统的液体密度测量工具。
它结构简单，使用方便，精度较高，但不能将测得的密度值转变成电信号输出。
本实用新型的目的是将浮子式密度计测得的密度值转变为与之成比例的电信号。
本实用新型的解决方案是将浮子式密度计与直线位移传感器相结合，由直线位移传感器检测浮子的位移，并输出电信号。
下面结合附图对本实用新型的结构作具体的描述。
附图是液体密度传感器的剖面图。
它是由直线位移传感器的线圈1、铁芯2、圆盘3、浮子4、内筒5、外筒6、分液板7和底座8等组成。
线圈1竖直安装在圆盘3上，圆盘3中心有一圆孔，与线圈1中心的孔同轴安装。
圆盘3固定在圆筒形外筒6上端，外筒6下端固定在圆盘形底座8上，外筒6下部壁上开有一圆孔为液体出口。
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ZigBee的智能压差式液体密度计的设计与实现
第 ３ １ 卷
偿； Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 模块 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ １组 建 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线 网络 ， 传 感 节 点加 入 网络后 ， 将 采集 的温 度 、 密 度信 号用 远程 无 线 发送 到无 线 接 收 模 块 ； Ｒ Ｓ ４ ８ ５接 口 电路 为 预 留 接 口， 可 在短距 离 传输 时使 用 ； 两 级稳 压 的 电源 处理 方案 将 既可 以提 高供 电效 率 ， 又 可 满 足 纹 波 电 压小 的要 求 ； Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ（ ） Ｍ 以 及 按 键 实 现 密 度 计 的 自动 调
采 用 两 个 独 立 的 压 力传 感 器取 代 传 统 的 压 力探 头 的 测 量 方 案 和 引 入 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无 线 网络 功 能 ， 使 得 密 度 计 具 有 通 讯 距
离远 、 成本低 、 实时性 强、 网络节点数 多等特 点 。
关 键 词 ：压 差 式 密 度 计 ；Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ ；ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ ４ ９
作者简介 ： 杨 云涛（ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 湖北鄂州人 ， 硕士研究生 ， 主要从事 自动化仪表方面的研究 。
通信作者 ：向 忠， Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： Ｘ Ｚ ＠ｚ ｓ ｔ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
３ Ｏ
浙
江
理
工
大
学
学
报（ 自然科学 版）
２ ０ １ ４ 年
一
Ｈ 一 ， Ｐ 一Ｐ 一Ａ Ｐ ， 则待测液体密度 ：
Ｐ一
箸
２ 系统 硬 件 设 计
系统 总体设 计方 案 如 图 １ 所示 。硬 件 系统 主要
包 括 Ｋｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｌ ０ Ｌ Ｄ表 压 ２ ０ ｋ Ｐ ａ 扩 散 硅 ＯＥ Ｍ 压 力 敏
液体密度的实时测量论文
综合设计实验液体密度的实时测量研究液体密度的实时测量研究摘要：在物理实验中可以采用多种方法测量液体的密度，本实验采用液体密度的研究综合试验仪对液体密度进行实时测量。
我们用应变式压力传感器将液体密度转换为电信号进行测量。
本实验中将应变式压力传感器的载荷灵敏度和电压灵敏度进行测量，进一步得出质量与电压之间的关系，从而得出液体的密度。
为了减小误差，对实验所得的数据用逐差法进行测量，用Excel 对数据进行趋势预测。
用此套装置能够比较精确的测得液体的密度。
关键词：应变式压力传感器液体密度测量引言随着科学技术的飞速发展，液体密度的测量方法也在不断进步。
液体密度通常用密度计测量，但是近年来由于非电量电测法的飞速发展，各种传感器的广泛应用，使液体密度的测量愈来愈精确。
在现代化生产和科研中，对液体密度的实时测量也愈来愈重要，例如，在造纸业中，可以通过控制纸浆的密度来保证纸的质量，该方法节省人力，物力，提高了生产效率。
实时测量的优点在于能迅速的反应液体密度大小，以便进行反馈控制。
本实验设计组装了一套具有实时测量液体密度功能的实验装置。
通过本装置能精确测量出液体的密度。
一实验原理：1. 1 液体密度的实时测量原理对液体密度进行实时测量的基本原理是阿基米德原理。
如图1. 1 所示，将浮子浸没于液体中，由于浮力的作用，悬线上的张力Ft=mg- p gV,式中V为浮子的体积，p为液体的密度，上式表明，液体密度的变化将引起悬线张力的变化。
电阻应变片一般由敏感栅，基地，粘合剂，引线，盖片等组成。
应变片的规格般以使用面积和电阻值来表示，如，“ 3 X 10 平方毫米350欧姆”。
敏感栅由直径约0. 01 mm— 0. 05 mm高电阻系数的细丝弯曲成山状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅由粘合剂将其固定在基片上。
基底应保证将构件上的应变准确的传送到敏感栅上去，故基底必须做的很薄，（一般为0. 03mm—0. 06mm）, 使它能与试件及敏感栅牢固的粘在一起；另外，它还应有良好的绝缘性，抗潮性和耐热性。
应变式容器内液体重量传感器的设计【精选Word
摘要应变式容器内液体重量传感器在我国工业生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。
随着技术进步以及用现代电子信息技术改造传统产业的深入，其需求量日趋增加。
本文介绍利用应变片传感器电阻应变片将应变转换为电阻变化的原理和其测量灵敏度较高的特点设计一个应变式容器内液体重量传感器，感压膜感受上面液体的压力。
当容器中溶液增多时，感压膜感受的压力就增大。
电桥输出电压与柱式容器内感压膜上面溶液的重量成线性关系，因此可以测量容器内液体重量。
关键词：应变片传感器；灵敏度；电桥；线性关系目录一、设计要求 (1)1、电阻应变片概况 (1)2、设计目的 (1)二、设计方案及其特点 (1)三、传感器工作原理 (3)四、应变式容器内液体重量传感器结构图和电路图 (4)五、电路工作原理分析和器件选择 (5)1、工作原理分析 (5)2、器件选择清单 (6)六、总结 (6)参考文献 (7)应变式容器内液体重量传感器的设计一、设计要求1、电阻应变片概况应变式物体在外部压力货拉伸作用下发生形变的现象。
当外力去除后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形态的应变称为弹性应变。
应变片传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成，应变传感器工作时引起是电阻值的变化甚小，但其测量灵敏度较高。
它在力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量中得到了广泛的应用。
2、设计目的利用电阻应变片制成测量重量的传感器，用于测量容器内的液体重量。
二、设计方案及其特点针对目前电阻应变片的测量电路中直流电桥的平衡条件，电压灵敏度和非线性误差及其补偿方法的特性。
对应变式容器内液体重量传感器的设计可以分为下面两种不同的设计方案：1、方案一直接利用直流电桥的基本形式如图1所示。
R1，R2，R3，R4为桥臂，R L为负载。
图1 直流电桥在实际测量中，使第一桥臂R 1由应变片来替代，微小应变引起微小电阻的变化。
当受应变时，若应变片电阻变化为∆R 1，其他桥臂固定不变，则电桥输出电压U 0≠0。
液体密度的实时测量研究
液体密度的实时测量研究综合设计实验忻州师范学院物本0903班门聪杰指导教师孟彩荣摘要：在物理实验中可以采用多种方法测量液体的密度，本实验采用液体密度的研究综合实验仪对液体密度进行实时测量。
我们用应变式压力传感器将液体密度转换为电信号进行测量。
本实验中将对应变式压力传感器的在和灵敏度和电压灵敏度进行测量，进一步得出质量与电压之间的关系，从而得出液体的密度。
为了减小误差，对实验所得数据，用逐差法进行处理，用Excel对数据进行趋势预测。
用此套装置能够比较精确的测出液体的密度。
关键字：液体密度实时测量数字显示电阻应变式传感器浮子引言：随着科学技术的飞速发展，液体密度的测量方法也在不断进步。
液体密度通常用密度计测量，但是近年来由于非电量电测法的飞速发展，各种传感器的广泛应用，使液体密度的测量愈来愈精确。
在现代化生产和科研中，对液体密度的实时测量也愈来愈重要，例如，在造纸业中，可以通过控制纸浆的密度来保证纸的质量该方法节省了人力，物力，提高了生产效率。
实时测量的优点在于能迅速的反应液体密度大小，以便进行反馈控制。
本实验设计组装了一套具有实时测量液体密度功能的实验装置。
通过本装置能精确测量出液体的密度。
一实验原理1.1 液体密度的实时测量原理对液体密度进行实时测量的基本原理是阿基米德原理。
如图1.1所示，将浮子浸没于液体中，由于浮力的作用，其所受浮力等于其所排开的体积液体的重量，即F（浮力）=vg 。
其中v为浮子的体积，为液体的密度。
悬线上的张力T=mg-gv. 该式表明，液体密度的变化将引起悬线张力的变化。
1.2应变式压力传感器的原理电阻应变片一般由敏感栅，基地，粘合剂，引线，盖片等组成。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如，“310mm,350”。
敏感栅由直径为0.01mm ----0.05mm高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅用粘合剂将其固定在基片上。
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基于传感器的液体密度计的设计
作者：高瑛刘生春
来源：《中国新通信》2013年第13期
【摘要】本文介绍了一种根据U型振动管液体密度传感器的工作原理而设计的液体密度检测电路。
该电路弥补了以前此类检测电路的许多不足之处，具有使用方便，性能稳定，精确度高，测量范围宽等优点，并利用单片机来实现对信号的采集，根据振动频率与密度的关系进行数据处理，最终达到了实时检测液体密度的目的。
【关键词】液体密度振动管传感器密度测量
液体密度是液体的重要性质之一。
随着科学技术的发展，密度测量在众多领域得到了日益广泛的应用。
例如通过实时测量密度变化以控制物质组成和成分，是实现医药、食品、石油化工等方面现代质量控制的重要手段之一。
测量液体密度还可以得到液体的其它一些重要属性，如状态等式、热膨胀属性、压缩性能等，这些属性对研究碳水化合物、蛋白质等的分子结构、参数组成有重要的价值。
可见改进液体密度的测量手段、提高其测量精度对工业生产的质量检测控制、计量管理水平、科学研究及贸易的发展都有着重要的意义。
一、基本元器件介绍
1.1U型振动管式传感器的结构及工作原理
单U型振动管式液体密度传感器由单U型振动管、拾振器、信号处理电路和激振器等部分组成。
振动管的位移振动信号由拾振器拾取，经信号处理电路放大处理后，再送到激振器的电磁线圈，维持振动管稳定的持续振动。
当振动管内有被测液体时，被测液体将随着振动管一起振动，使振动系统的总质量发生变化，从而改变了系统的固有振动频率。
经适当校准，谐振频率与被测液体密度之间将有确定的对应关系，通过测定振动管的自激振动频率，即可确定待测液体的密度值。
1.289C51单片机
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
二、硬件电路设计
振动管式密度计基本原理基于系统的固有频率与其质量的关系。
当振动管的几何尺寸、形状和材质一定时，物体的固有振动频率仅由振动系统的质量决定，振动系统由振动管及管内的
液体组成，振动管的质量固定不变，振动管内的液体质量取决于液体密度，因此测出振动管的固有振动频率的变化即可计算出液体密度变化[1]。
2.1总体结构设计
液体密度检测电路的原理方框图如图1所示。
振动管传感器输出的频率信号经放大电路放大后，再送到测频电路测频，经过单片机对测得的数字信号进行运算处理后，得到液体的密度值，并将测得的密度值送到LED显示器显示出来。
2.4显示电路
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）显示器[5]是由发光二极管构成的最为常用的显示器件。
P0口输出段选码，P2口输出位选码，位选码占用输出口的线数决定于显示器位数，比如4位就要占4条。
75452（或7406）是反相驱动器（30V高电压，OC门），这是因为
89C51 P2口正逻辑输出的位控与共阴极LED要求的低电平点亮正好相反，即当P2口位控线输出高电平时，点亮一位LED。
7407是同相OC门，作段选码驱动器[4]。
2.5总电路图
总电路图如图2所示。
当振动管内有被测液体时，被测液体随着振动管一起振动。
U型管的位移振动信号由拾振器拾取，经信号处理电路处理后，一路经相位调整和功率放大后送激振器电磁线圈以产生满足相位和幅值要求的激振力，一路变为标准脉冲信号输出。
输出的脉冲信号，通过放大电路对信号的幅值进行放大，又分为两路信号，一路作为D触发器的时钟信号，一路送入单片机计数。
单片机分别对系统时钟定时、对被测脉冲计数，通过对D触发器的控制实现了计数与定时的同步。
然后通过P0口和P2口控制4位共阴极LED显示电路。
P0口输出段选码，接7407同相OC门，7407作段选码驱动器。
P2口输出位选码，接7406反相驱动器，当P2口位控线输出高电平时，点亮一位LED。
单片机对测得的数字信号进行处理后，计算出液体密度值。
最后调用显示程序，密度值通过LED数码管显示。
三、结论
设计的U型振动管液体密度计硬件结构简单，软件设计灵活，充分发挥了单片机结构紧凑、功能强大的优点，并且具有体积小、重量轻，携带使用方便、性能稳定、测量精度高且样品种类广等优点，可广泛用于各类高精度密度测量场合。
参考文献
[1]魏新华.液体密度计量装置的研制与开发：[硕士学位论文].北京：中国农业大学. 2002.
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[3]魏新华，龚家伟，喻谷源等.振动管式液体密度传感器机理的研究[J].农业机械学报，2001，9（5）：89-93.
[4] Hermarn KP.Neubert.Instrument Transducers-An Introduction to their Performance and Design.2nd Ed.Clarendon Press.Oxford.1975.。