單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。

簡介

單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當(dāng)于一個微型的計算機(jī)，和計算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等 。

應(yīng)用分類

單片機(jī)（Microcontrollers）作為計算機(jī)發(fā)展的一個重要分支領(lǐng)域，根據(jù)發(fā)展情況，從不同角度，單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。

通用型

這是按單片機(jī)（Microcontrollers）適用范圍來區(qū)分的。例如，80C51式通用型單片機(jī)，它不是為某種專門用途設(shè)計的；專用型單片機(jī)是針對一類產(chǎn)品甚至某一個產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路。

總線型

單片機(jī)

單片機(jī)

這是按單片機(jī)（Microcontrollers）是否提供并行總線來區(qū)分的。總線型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、 數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī)稱為非總線型單片機(jī)。

控制型

這是按照單片機(jī)（Microcontrollers）大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格的。例如，80C51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。

電容式油位傳感器是利用正負(fù)探極間充入液體介質(zhì)形成的電容隨著液位呈線性變化，將電容的變化量（即液位的變化量）轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出。通常一般的電容式油位測量傳感器的傳感部分是一個同軸的容器，當(dāng)油進(jìn)入容器后引起傳感器管體和感應(yīng)電極之間電容量的變化，這個變化量通過溫度補(bǔ)償電路的轉(zhuǎn)換來進(jìn)行線性和溫度補(bǔ)償，輸出4～20mA或0～5V標(biāo)準(zhǔn)信號供給顯示儀表。由于電路中的雙向開關(guān)和運(yùn)算放大器等模擬元件容易受到工作環(huán)境溫度變化的影響，致使電路的輸出有較大的溫度漂移。這樣的溫度漂移值對測量飛行器燃油油位質(zhì)量檢測精度的影響比較大，因此，需要對其進(jìn)行補(bǔ)償。一般情況是由試驗(yàn)得到電容測量電路的輸出電壓隨溫度變化的規(guī)律，采用單片機(jī)技術(shù)對電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償來減小溫度漂移。

現(xiàn)有技術(shù)中測量飛行器燃油油位的電容式傳感器，存在不足之處在于：（1）傳感器不具有燃油溫度測量部件，因此無法補(bǔ)償由于燃油溫度變化而給燃油油位測量帶來的誤差。（2）傳感器管間定位方式一般采用空間垂直的多根同心定位銷組成，存在工序工藝性較差，定位精確度較低的問題。（3）燃油污染物經(jīng)常沉積在安裝于傳感器兩端的護(hù)套片上，導(dǎo)致傳感器的電容值嚴(yán)重超差，產(chǎn)生較大的寄生電容值。（4）燃油箱內(nèi)的電纜在連接到傳感器的信號引出端之后，沒有有效的應(yīng)力緩沖裝置，在飛機(jī)使用環(huán)境中，導(dǎo)線的擺動對接線端子連接的接線片或接線環(huán)產(chǎn)生較大的沖擊力，容易導(dǎo)致連接松動。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種同心定位精度高，耐震特性強(qiáng)，能夠降低傳感器干電容值中的寄生電容值，并能補(bǔ)償燃油的溫度變化引起的燃油油位測量誤差，在結(jié)構(gòu)和功能上解決以上問題的接觸式油位測量變送器。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種接觸式油位測量變送器，包括，三根同軸裝配為一體的金屬管體組成的油位高度測量模塊4和固定在油位高度測量模塊底端的溫度補(bǔ)償模塊9，其特征在于，外層金屬管體10作為整個傳感器的屏蔽外管以及固定支撐作用，中層金屬管體11和內(nèi)層金屬管體12輸出與浸油高度成比例的油位高度信號電容值C，且三根金屬管體由三個在空間上均布分布，上下位相隔的內(nèi)襯墊13、外襯墊15和銷子14徑向定位，底端通過導(dǎo)桿5和鋁托盤7同軸固定有溫度補(bǔ)償模塊9，溫度補(bǔ)償模塊9通過鋁托盤7和導(dǎo)桿5固定在金屬管體的底端正中央，接線套管16將油位高度測量模塊4的電容值C和溫度補(bǔ)償模塊9的電阻值R通過管體中的導(dǎo)桿5輸出，將轉(zhuǎn)變成與電容C和電阻值R成比例關(guān)系的電流信號IC和IR，通過屏蔽導(dǎo)線（17）連接的插座（19）傳輸?shù)饺加蜏y量控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：同心定位精度高。本實(shí)用新型三根金屬管體由三個在空間上均布分布，上下位相隔的內(nèi)襯墊13、外襯墊15和銷子14徑向定位;各三個在同一徑向平面均布分布的內(nèi)襯墊13、外襯墊15和銷子14，沿軸向在相隔一定間距裝配另外兩組，共九組用以確保金屬管體的同心安裝。在底端通過導(dǎo)桿5和鋁托盤7固定上同軸的溫度補(bǔ)償模塊9。結(jié)構(gòu)簡單，同心定位精度高，傳感器的管間定位方式采用新結(jié)構(gòu)的組件定位方式，工藝性良好，能夠解決以往傳感器同心定位精度不高的問題。無任何可動或彈性元部件，耐沖擊、精度高、性能穩(wěn)定;安裝方便、可靠性高、維護(hù)量極少，一般情況下，不必進(jìn)行維修。溫度補(bǔ)償模塊9通過鋁托盤7和導(dǎo)桿5。

能夠降低傳感器干電容值中的寄生電容值。本實(shí)用新型將溫度補(bǔ)償模塊9固定金屬管體的正中央底端，精確的補(bǔ)償輸出的溫度漂移，同時使用鋁襯套8、兩管襯套3和三根同心金屬管體對溫度補(bǔ)償模塊9做保護(hù)，同時能夠起到閃電防護(hù)的作用，從而消除了燃油污染物對傳感器有效電容值的影響。內(nèi)部兩根金屬管體11和12測量油位高度信號，最外層金屬管體10用以屏蔽外界干擾信號，并且將油位高度測量模塊4的電容值C和溫度補(bǔ)償模塊9的電阻值R通過管體中的導(dǎo)桿5輸出，轉(zhuǎn)變成與C和R成比例關(guān)系的電流信號IC和IR到燃油測量控制系統(tǒng)，通過溫度補(bǔ)償模塊9對燃油油位測量誤差起到補(bǔ)償作用，降低了傳感器干電容值中的寄生電容值，能有效測量燃油油箱的溫度變化，消除了燃油介質(zhì)因熱脹冷縮引起的誤差。傳感器增加溫度補(bǔ)償功能，自動修正由于溫度不同帶來的誤差。經(jīng)過精確的溫度補(bǔ)償和線性修正，具有高精度、高穩(wěn)定性和持續(xù)測量等優(yōu)點(diǎn)，直接通過測量油箱油量來取得油耗值，不對油路系統(tǒng)/管道造成任何作用和影響。且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響。溫度補(bǔ)償模塊采用高度集成的專用IC芯片，經(jīng)過精確的溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)可被計算機(jī)等識別的信號，電容式液位傳感器具有現(xiàn)場校準(zhǔn)功能，用戶可進(jìn)行零點(diǎn)、任意截斷長度、量程自動校準(zhǔn)，以適應(yīng)各種惡劣或者復(fù)雜場所的應(yīng)用。

提高了耐震特性。本實(shí)用新型用三個相互絕緣的同軸金屬管體組成油位高度測量模塊4，其中最外層作為屏蔽管阻止外界干擾信號，內(nèi)部兩層管測量油位信號，底端固定上同軸的溫度補(bǔ)償模塊9，依靠測量傳感器中介質(zhì)的變化，獲取油位的高度和油量，并實(shí)施溫度補(bǔ)償和傾角補(bǔ)償，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，能夠準(zhǔn)確的以全量程線性化測量和顯示，而且抗干擾能力極強(qiáng)，能耐受2萬伏的高壓電火花干擾30秒鐘，變頻器、高功率電臺以及其他強(qiáng)干擾設(shè)備對其測量結(jié)果。通過安裝于金屬管體兩端的兩管襯套3和調(diào)節(jié)墊圈1有效防止了飛機(jī)上振動條件下三根同心金屬管體10、11和12之間產(chǎn)生的軸向相對運(yùn)動。在導(dǎo)桿5與內(nèi)金屬管體12之間采用密封處理，同時將兩管襯套3和鋁襯套8采用中間開圓孔，能夠使浸入傳感器體內(nèi)的燃油污染物迅速流出，防止了燃油污染物沉積或阻塞溫度測量模塊，輸出信號具有一定的阻尼時間，可消除因振動、顛簸引起的數(shù)據(jù)波動。

本實(shí)用新型用于飛機(jī)燃油測量控制系統(tǒng)，同時具有燃油油位高度信號測量和燃油溫度測量等兩個功能。還可以用于汽車油箱、油罐車、鐵路機(jī)車、油庫等油位的精確測量?？砂惭b在各種場合對汽油、柴油、液壓油等油位進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，也可用于高溫油位測量。