專利名稱：一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水位傳感器領(lǐng)域，具體是水位傳感器初始頻率調(diào)節(jié)方法，特別適用于對全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位測量的水位傳感器的初始頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有水位傳感器及電路，特別是全自動(dòng)洗衣機(jī)用的水位傳感器通常采用LC振蕩電路，通過改變L的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)振蕩器頻率的改變，并將輸出信號送給后續(xù)電路。如專利申請?zhí)枮镃N201020143880. 5中國實(shí)用新型專利“全自動(dòng)水位傳感器”就公開了一種全自動(dòng)洗衣機(jī)水位傳感器檢測方法。該方法通常采用氣膜方式實(shí)現(xiàn)，將水位信號通過氣膜轉(zhuǎn)換成電感磁芯的運(yùn)動(dòng)，從而改變電感量，達(dá)到將水位壓力信號轉(zhuǎn)換成頻率信號的控制方法。這種方法存在水位傳感器的輸出初始頻率受到膜片、彈簧、線圈匝數(shù)、線圈形狀、電路元件參 數(shù)等制約，從而使傳感器的初始頻率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。傳感器生產(chǎn)中，為了提高效率、降低成本，只能先由人工對膜片、彈簧、振蕩電容等元件進(jìn)行比配，得到不同技術(shù)參數(shù)范圍的膜片、彈簧、振蕩電容，然后在傳感器裝配中，根據(jù)技術(shù)參數(shù)合理組合，使傳感器初始頻率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但這種生產(chǎn)方法。在前端需要多道工序，后端還要進(jìn)行多次調(diào)試。產(chǎn)品一次合格率也只有50%左右。而不合格產(chǎn)品需要先拆開，再選擇配件，重新組裝。這樣不僅生產(chǎn)效率降低,而且生產(chǎn)成本也提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中水位傳感器初始頻率不能調(diào)節(jié)的問題，提出一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，該方法不需要對膜片、彈簧、振蕩電容等進(jìn)行比配，產(chǎn)品調(diào)試只需一次，而且產(chǎn)品一次成功率達(dá)到99%以上，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品合格率。本發(fā)明米用的技術(shù)方案是由振蕩器電感L、振蕩器電容C1、振蕩器電容C2、第一反相器及第二反相器構(gòu)成三點(diǎn)式LC振蕩器，由LC振蕩器電路輸出的信號送入單片機(jī)，將開關(guān)電容與振蕩器電感L相并聯(lián)，單片機(jī)的輸入連接開關(guān)電容，單片機(jī)連接水位傳感器的初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)；閉合初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，單片機(jī)先測量當(dāng)前水位傳感器的頻率，通過LC振蕩器實(shí)際輸出頻率/7與單片機(jī)中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差頻率4/ ;根據(jù)誤差頻率4/ ,經(jīng)單片機(jī)計(jì)算分析，控制開關(guān)電容的開關(guān)量，斷開初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，由單片機(jī)控制接入相應(yīng)的等效的開關(guān)電容C ,以改變LC振蕩器的振蕩頻率，將LC振蕩器頻率調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)頻率泛附近。本發(fā)明中的開關(guān)電容由單片機(jī)機(jī)進(jìn)行控制，當(dāng)傳感器初始頻率不符合要求時(shí)，由單片機(jī)控制將適量的電容接入到振蕩電路中，使得振蕩頻率發(fā)生變化，將振蕩器頻率調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)頻率附近，從而達(dá)到對初始頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的，在水位傳感器生產(chǎn)過程中不需要對膜片、彈簧、電路元件參數(shù)進(jìn)行比配，可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，降低生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I是本發(fā)明的水位傳感器控制電路原理 圖中1.第一反相器；2.第二反相器；3.開關(guān)電容；4.單片機(jī)；5.初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)；L.振蕩器電感；C1.振蕩器電容；C2.振蕩器電容；
圖2是圖I中單片機(jī)4的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說明。通過實(shí)施 例將有助于理解本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內(nèi)容。如圖I所示原理圖，由振蕩器電感L、振蕩器電容C1、振蕩器電容C2、第一反相器I及第二反相器2構(gòu)成基本的三點(diǎn)式LC振蕩器。當(dāng)C1=C2=C時(shí)，LC振蕩器頻率為J = 屁。開關(guān)電容3與LC振蕩器中振蕩器電感L相并聯(lián)，開關(guān)電容3由多個(gè)不同容量電容組成，設(shè)并聯(lián)的開關(guān)電容3為C'，則振蕩器振蕩頻率為/'= ___________J==^。由此可見，當(dāng)改變開
關(guān)電容為C'時(shí)，可以改變振蕩頻率，達(dá)到初始頻率調(diào)節(jié)的功能。如圖I中，單片機(jī)4用于頻率測量及開關(guān)電容3控制。單片機(jī)4的輸入連接開關(guān)電容3,由LC振蕩器電路中第二反相器2輸出的方波信號送入單片機(jī)4的P3. 2腳,利用單片機(jī)4的中斷，測量輸出信號的頻率f”并將測量頻率與單片機(jī)4程序中固化的標(biāo)準(zhǔn)頻率f2進(jìn)行比較，得到頻率誤差信號u LC振蕩器電路設(shè)計(jì)時(shí)，選擇振蕩器電容Cp C2偏小值，使得初始頻率未調(diào)節(jié)時(shí)，振蕩器頻率比標(biāo)準(zhǔn)頻率f2高。根據(jù)頻率誤差4/的大小，控制開關(guān)電容3，使得接入振蕩器的開關(guān)電容C'不同。實(shí)際測量頻率偏離標(biāo)準(zhǔn)頻率越多，單片機(jī)4控制接入的開關(guān)電容3的電容C'就越大，開關(guān)電容3的電容C'與振蕩電路電感L并聯(lián)，
由可得，當(dāng)C'接入后，LC振蕩器振蕩頻率將降低。C'越大，頻率降低得
就越多，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)初始頻率功能。單片機(jī)4工作流程如圖2所示。當(dāng)水位傳感器初始頻率不符合要求時(shí)，由單片機(jī)4控制將適量的開關(guān)電容接入到LC振蕩電路中，使得振蕩頻率發(fā)生變化，從而達(dá)到對初始頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。單片機(jī)4工作時(shí)，先檢測初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)5，當(dāng)初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)5閉合時(shí)，單片機(jī)4進(jìn)行頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)流程。單片機(jī)4先檢測當(dāng)前水位傳感器的頻率，SP測量LC振蕩器中實(shí)際輸出頻率/7，然后再與標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行比較，最后計(jì)算誤差頻率4f。當(dāng)發(fā)現(xiàn)由于水位傳感器的膜片、彈簧、線圈匝數(shù)、線圈形狀、電路元件參數(shù)等造成初始頻率偏低或偏高時(shí)，經(jīng)單片機(jī)4計(jì)算分析，單片機(jī)4自動(dòng)控制開關(guān)電容3的開關(guān)量，并將該開關(guān)量記入存儲(chǔ)器中。當(dāng)初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)5斷開時(shí)，單片機(jī)4讀取存儲(chǔ)器中開關(guān)電容3的開關(guān)量，接入相應(yīng)的等效電容C'，從而改變振蕩器振蕩頻率，將振蕩器頻率調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)頻率附近。
初始頻率自動(dòng)調(diào)整具體包括如下步驟
I、測量初始頻率將LC振蕩器產(chǎn)生的輸出信號送到單片機(jī)4的P3. 2 口，測出LC振蕩器振蕩頻率/7。2、標(biāo)準(zhǔn)頻率根據(jù)水位傳感器的要求，單片機(jī)4軟件中可任意設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)頻率。本發(fā)明以全自動(dòng)洗衣機(jī)中水位傳感器為例，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)頻率忍二 26. 45 ，當(dāng)測量頻率二26. 30 26. 65 KHz時(shí)，均認(rèn)為在標(biāo)準(zhǔn)頻率附近，水位傳感器為合格傳感器。3、計(jì)算誤差頻率將測出的LC振蕩器振蕩頻率與單片機(jī)4程序中的標(biāo)準(zhǔn)頻率
f2進(jìn)行比較，得到誤差頻率4/ = /2-/1o4、并入開關(guān)電容開關(guān)電容3中含多個(gè)電容，每個(gè)電容與一電子開關(guān)相串聯(lián)，當(dāng)電子開關(guān)閉合時(shí)，電容接入LC振蕩器振蕩回路，調(diào)節(jié)振蕩電容；電子開關(guān)斷開時(shí)，與電子開關(guān)相串聯(lián)的電容對LC振蕩器的振蕩頻率不產(chǎn)生影響。 5、開關(guān)電容控制根據(jù)開關(guān)電容3中電容的個(gè)數(shù)及大小，單片機(jī)4在程序中按實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置表格，當(dāng)頻率誤差在某一范圍內(nèi)時(shí)，通過查表接入相應(yīng)大小的電容。本發(fā)明開關(guān)電容3中設(shè)有三個(gè)不同大小的電容，分別為-JOOpF、390pF、820pF。根據(jù)圖I中的電路，有7 種組合頻率，即200 pF、390 pF、820 pF、(200+390)pF、(200+820 pF)、(390+820 pF)、(200+390+820 pF)。從而，有7種不同的振蕩頻率，達(dá)到初始頻率調(diào)節(jié)的功能。本實(shí)施例中的實(shí)施方案可進(jìn)一步組合或替換，且實(shí)施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思及范圍進(jìn)行限定。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容導(dǎo)出或聯(lián)想到所有變形。均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，由振蕩器電感L、振蕩器電容C1、振蕩器電容C2、第一反相器及第二反相器構(gòu)成三點(diǎn)式LC振蕩器，由LC振蕩器電路輸出的信號送入單片機(jī)，其特征是還包括 (1)將開關(guān)電容與振蕩器電感L相并聯(lián)，單片機(jī)的輸入連接開關(guān)電容，單片機(jī)連接水位傳感器的初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)； (2)閉合初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，單片機(jī)先測量當(dāng)前水位傳感器的頻率，通過LC振蕩器實(shí)際輸出頻率/7與單片機(jī)中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率U進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差頻率4/ ； (3)根據(jù)誤差頻率△/，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算分析，控制開關(guān)電容的開關(guān)量，斷開初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，由單片機(jī)控制接入相應(yīng)的等效的開關(guān)電容C ,以改變LC振蕩器的振蕩頻率，將LC振蕩器頻率調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)頻率泛附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征是振蕩器電容Cp C2選擇偏小值，使得在初始頻率未調(diào)節(jié)時(shí)，LC振蕩器頻率比所述標(biāo)準(zhǔn)頻率泛高。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征是單片機(jī)根據(jù)開關(guān)電容中電容的個(gè)數(shù)及大小在程序中按實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置表格，當(dāng)誤差頻率4/在某一范圍內(nèi)時(shí)，通過查表接入相應(yīng)大小的開關(guān)電容c'。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于開關(guān)電容的水位傳感器初始頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，將開關(guān)電容與振蕩器電感L相并聯(lián)，閉合初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，單片機(jī)通過LC振蕩器實(shí)際輸出頻率f1與單片機(jī)中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率f2進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差頻率；經(jīng)單片機(jī)計(jì)算分析，控制開關(guān)電容的開關(guān)量，斷開初始頻率調(diào)節(jié)開關(guān)，由單片機(jī)控制接入相應(yīng)的等效的開關(guān)電容C`，將LC振蕩器頻率調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)頻率f2附近，從而達(dá)到對初始頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的，在水位傳感器生產(chǎn)過程中不需要對膜片、彈簧、電路元件參數(shù)進(jìn)行比配，可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，特別適用于全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位測量的水位傳感器的初始頻率調(diào)節(jié)。
文檔編號D06F39/00GK102797134SQ201210285710
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者儲(chǔ)開斌 申請人:常州大學(xué)