专利名称：一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法
技术领域：
本发明涉及一种水位传感器领域，具体是水位传感器初始频率调节方法，特别适用于对全自动洗衣机的水位测量的水位传感器的初始频率进行调节。
背景技术：
目前，现有水位传感器及电路，特别是全自动洗衣机用的水位传感器通常采用LC振荡电路，通过改变L的参数，实现振荡器频率的改变，并将输出信号送给后续电路。如专利申请号为CN201020143880. 5中国实用新型专利“全自动水位传感器”就公开了一种全自动洗衣机水位传感器检测方法。该方法通常采用气膜方式实现，将水位信号通过气膜转换成电感磁芯的运动，从而改变电感量，达到将水位压力信号转换成频率信号的控制方法。这种方法存在水位传感器的输出初始频率受到膜片、弹簧、线圈匝数、线圈形状、电路元件参 数等制约，从而使传感器的初始频率达不到设计要求。传感器生产中，为了提高效率、降低成本，只能先由人工对膜片、弹簧、振荡电容等元件进行比配，得到不同技术参数范围的膜片、弹簧、振荡电容，然后在传感器装配中，根据技术参数合理组合，使传感器初始频率达到设计要求。但这种生产方法。在前端需要多道工序，后端还要进行多次调试。产品一次合格率也只有50%左右。而不合格产品需要先拆开，再选择配件，重新组装。这样不仅生产效率降低,而且生产成本也提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中水位传感器初始频率不能调节的问题，提出一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法，该方法不需要对膜片、弹簧、振荡电容等进行比配，产品调试只需一次，而且产品一次成功率达到99%以上，从而提高生产效率、降低生产成本、提高产品合格率。本发明米用的技术方案是由振荡器电感L、振荡器电容C1、振荡器电容C2、第一反相器及第二反相器构成三点式LC振荡器，由LC振荡器电路输出的信号送入单片机，将开关电容与振荡器电感L相并联，单片机的输入连接开关电容，单片机连接水位传感器的初始频率调节开关；闭合初始频率调节开关，单片机先测量当前水位传感器的频率，通过LC振荡器实际输出频率/7与单片机中设置的标准频率进行比较，计算出误差频率4/ ;根据误差频率4/ ,经单片机计算分析，控制开关电容的开关量，断开初始频率调节开关，由单片机控制接入相应的等效的开关电容C ,以改变LC振荡器的振荡频率，将LC振荡器频率调节到标准频率泛附近。本发明中的开关电容由单片机机进行控制，当传感器初始频率不符合要求时，由单片机控制将适量的电容接入到振荡电路中，使得振荡频率发生变化，将振荡器频率调节到标准频率附近，从而达到对初始频率进行自动调节的目的，在水位传感器生产过程中不需要对膜片、弹簧、电路元件参数进行比配，可提高生产效率和产品合格率，降低生产成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图I是本发明的水位传感器控制电路原理 图中1.第一反相器；2.第二反相器；3.开关电容；4.单片机；5.初始频率调节开关；L.振荡器电感；C1.振荡器电容；C2.振荡器电容；
图2是图I中单片机4的工作流程图。
具体实施例方式本发明的目的、特征及优点将结合实施例，并结合附图进一步进行说明。通过实施 例将有助于理解本发明，但不限制本发明的内容。如图I所示原理图，由振荡器电感L、振荡器电容C1、振荡器电容C2、第一反相器I及第二反相器2构成基本的三点式LC振荡器。当C1=C2=C时，LC振荡器频率为J = 屁。开关电容3与LC振荡器中振荡器电感L相并联，开关电容3由多个不同容量电容组成，设并联的开关电容3为C'，则振荡器振荡频率为/'= ___________J==^。由此可见，当改变开
关电容为C'时，可以改变振荡频率，达到初始频率调节的功能。如图I中，单片机4用于频率测量及开关电容3控制。单片机4的输入连接开关电容3,由LC振荡器电路中第二反相器2输出的方波信号送入单片机4的P3. 2脚,利用单片机4的中断，测量输出信号的频率f”并将测量频率与单片机4程序中固化的标准频率f2进行比较，得到频率误差信号u LC振荡器电路设计时，选择振荡器电容Cp C2偏小值，使得初始频率未调节时，振荡器频率比标准频率f2高。根据频率误差4/的大小，控制开关电容3，使得接入振荡器的开关电容C'不同。实际测量频率偏离标准频率越多，单片机4控制接入的开关电容3的电容C'就越大，开关电容3的电容C'与振荡电路电感L并联，
由可得，当C'接入后，LC振荡器振荡频率将降低。C'越大，频率降低得
就越多，从而达到自动调节初始频率功能。单片机4工作流程如图2所示。当水位传感器初始频率不符合要求时，由单片机4控制将适量的开关电容接入到LC振荡电路中，使得振荡频率发生变化，从而达到对初始频率进行自动调节的目的。单片机4工作时，先检测初始频率调节开关5，当初始频率调节开关5闭合时，单片机4进行频率自动调节流程。单片机4先检测当前水位传感器的频率，SP测量LC振荡器中实际输出频率/7，然后再与标准频率进行比较，最后计算误差频率4f。当发现由于水位传感器的膜片、弹簧、线圈匝数、线圈形状、电路元件参数等造成初始频率偏低或偏高时，经单片机4计算分析，单片机4自动控制开关电容3的开关量，并将该开关量记入存储器中。当初始频率调节开关5断开时，单片机4读取存储器中开关电容3的开关量，接入相应的等效电容C'，从而改变振荡器振荡频率，将振荡器频率调节到标准频率附近。
初始频率自动调整具体包括如下步骤
I、测量初始频率将LC振荡器产生的输出信号送到单片机4的P3. 2 口，测出LC振荡器振荡频率/7。2、标准频率根据水位传感器的要求，单片机4软件中可任意设置标准频率。本发明以全自动洗衣机中水位传感器为例，设标准频率忍二 26. 45 ，当测量频率二26. 30 26. 65 KHz时，均认为在标准频率附近，水位传感器为合格传感器。3、计算误差频率将测出的LC振荡器振荡频率与单片机4程序中的标准频率
f2进行比较，得到误差频率4/ = /2-/1o4、并入开关电容开关电容3中含多个电容，每个电容与一电子开关相串联，当电子开关闭合时，电容接入LC振荡器振荡回路，调节振荡电容；电子开关断开时，与电子开关相串联的电容对LC振荡器的振荡频率不产生影响。 5、开关电容控制根据开关电容3中电容的个数及大小，单片机4在程序中按实验结果设置表格，当频率误差在某一范围内时，通过查表接入相应大小的电容。本发明开关电容3中设有三个不同大小的电容，分别为-JOOpF、390pF、820pF。根据图I中的电路，有7 种组合频率，即200 pF、390 pF、820 pF、(200+390)pF、(200+820 pF)、(390+820 pF)、(200+390+820 pF)。从而，有7种不同的振荡频率，达到初始频率调节的功能。本实施例中的实施方案可进一步组合或替换，且实施例仅是对本发明的优选实施例进行了描述，并非对本发明的构思及范围进行限定。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容导出或联想到所有变形。均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法，由振荡器电感L、振荡器电容C1、振荡器电容C2、第一反相器及第二反相器构成三点式LC振荡器，由LC振荡器电路输出的信号送入单片机，其特征是还包括 (1)将开关电容与振荡器电感L相并联，单片机的输入连接开关电容，单片机连接水位传感器的初始频率调节开关； (2)闭合初始频率调节开关，单片机先测量当前水位传感器的频率，通过LC振荡器实际输出频率/7与单片机中设置的标准频率U进行比较，计算出误差频率4/ ； (3)根据误差频率△/，经单片机计算分析，控制开关电容的开关量，断开初始频率调节开关，由单片机控制接入相应的等效的开关电容C ,以改变LC振荡器的振荡频率，将LC振荡器频率调节到标准频率泛附近。
2.根据权利要求I所述的一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法，其特征是振荡器电容Cp C2选择偏小值，使得在初始频率未调节时，LC振荡器频率比所述标准频率泛高。
3.根据权利要求I所述的一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法，其特征是单片机根据开关电容中电容的个数及大小在程序中按实验结果设置表格，当误差频率4/在某一范围内时，通过查表接入相应大小的开关电容c'。
全文摘要
本发明公开一种基于开关电容的水位传感器初始频率自动调节方法，将开关电容与振荡器电感L相并联，闭合初始频率调节开关，单片机通过LC振荡器实际输出频率f1与单片机中设置的标准频率f2进行比较，计算出误差频率；经单片机计算分析，控制开关电容的开关量，断开初始频率调节开关，由单片机控制接入相应的等效的开关电容C`，将LC振荡器频率调节到标准频率f2附近，从而达到对初始频率进行自动调节的目的，在水位传感器生产过程中不需要对膜片、弹簧、电路元件参数进行比配，可提高生产效率和产品合格率，特别适用于全自动洗衣机的水位测量的水位传感器的初始频率调节。
文档编号D06F39/00GK102797134SQ201210285710
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者储开斌 申请人:常州大学