杏彩体育注册基于STM32的水位传感器气密性检测仪在水位传感器的出厂检测过程中需要进行气密性检测，为此，设计了一个基于STM32的水位传感器气密性检测仪。该检测仪采用直压式气体检漏的方法，以STM32F030R8为控制核心，控制气泵进行充气，压力传感器检测气压并通过电桥差分信号输出，高精度气压测量模块测量电桥信号的输出，通过程序控制实现气密性检测的加压、稳压、保载、判断、输出等步骤，并将判断结果通过LCD显示和继电器输出。通过多次实验和测试，该气密性检漏系统能够实现对水位传感器泄漏的检测，且实验数据较为准确、稳定，重复性较好。

　　早期对气密性检测常采用的是气泡法，即将待测工件放入水中，向待测工件的腔体中充入一定压力的气体，通过观察有无气泡从水中冒出来判断气密性好坏。气泡法对检测对象依靠肉眼判断，检测不够准确，同时对检测工件的泄漏不能做定量分析，只能应用在对气密性要求低的场合。随着时代的进步，气密性直压检测方法得到了广泛应用[1-2]，即向待测工件的腔体内充入一定压力的气体，通过检测一定时间内待测工件内部压力的变化情况来判断工件的泄漏程度。这种方法检测效率高、成本低，可以实现定性和定量分析。

　　水位传感器在洗衣机等行业中广泛使用，洗衣机外桶中有一个气室，水位改变时，气室内部的压力大小将改变，该气室和水位传感器气路相通，气压推动水位传感器中的膜片使电感量发生变化，从而使组成的LC振荡电路频率发生变化，洗衣机控制主板通过检测振荡电路的频率，从而获取水位的高低[3-4]。如果水位传感器存在泄漏的情况，将导致洗衣机控制主板测量的水位高低不准确，故在水位传感器的出厂检测中，气密性检测是一项重要的检测项目。因此，本文设计了一种基于STM32的水位传感器气密性检测仪，采用直压法检测，并对测量结果进行显示和输出，满足了水位传感器对气密性检测的需求。

　　完成对水位传感器的气密性检测需要气路、硬件和软件三部分协调工作。STM32通过控制微型气泵对气室进行充气，硬件集成有检测模块和处理器模块，对水位传感器的气压进行检测和信号转换，在硬件的基础上通过软件编程实现气密性检测。

　　设计的水位传感器气密性检漏系统利用直压法原理检测。直压法泄漏检测就是对水位传感器的腔体内充入一定压力的气体，检测在一定时间内气压的变化情况，并进行泄漏量的计算。直压法的理论基础是理想气体状态方程，如式（1）所示，杏彩体育网站注册用于描述理想气体的压强P、体积V、物质的量n、摩尔气体常数R、温度T之间的关系。

　　设气路中密闭部分的体积为V，充入气体后水位传感器内部的压强为P0，如果水位传感器有泄漏，则在时间t后，其内部的压强将变为P1，相应地往压强为Patm的大气中泄漏体积为Vatm的气体。根据质量守恒定律，检测过程中向大气溢出的物质的量和剩余质量之和等于气体初始质量，如式（2）所示：

　　水位传感器气密性检测仪的系统气路原理图如图1所示。通过直流气泵给待测工件充压，气源气体输出前可以通过调节节流阀的旋钮来控制流量，再经过一个单向阀得到稳定且不产生回流的气体给待测件充气。当压力达到设定值后，停止充气。经过缓冲时间后，压力趋于稳定，此时测量的压力值作为初次压力测量值，运行完保载时间，再次对待测工件进行压力测量，两者差值与允许泄漏量进行比较，从而判断是否有泄漏。检测过程由STM32进行控制。

　　水位传感器气密性检测仪的硬件电路如图2所示，分为三个部分：气路系统、数据采集系统和微处理器系统。供气系统是由直流气泵来制备气源，气体通过气路对被测对象进行充气、检测等动作；气压传感器实时检测待测工件内部的压力情况，并将采集的压力信息转换为微弱的电信号，信号调理模块对微弱的电信号进行调理，在MCU的控制下经过A/D转换器转换为微处理器可以识别的二进制码的形式；MCU与STM32之间采用串口通信，STM32获取气压的实时值，并对来自人机交互模块键盘进行响应，检测结束后将检测的信息显示在液晶显示屏上，并通过继电器将检测结果进行输出。

　　设计的水位传感器气密性一共用到5个按键，分别定义为UP、DOWN、OK、SET、START，可以用来设定参数，启动实验，程序流程图如图4所示。

　　本项目设计硬件实物图如图5所示，按图5放置时，核心部分采用5 V供电，左-右+，直流气泵电源部分采用3 V供电，左-右+，直流气泵接口左-右+，其余接口还包括检测结果OK继电器输出接口、检测结果NO继电器输出接口、传感器气路测量接口、键盘接口、杏彩网站登录液晶接口。

　　设置水位传感器的测试压力为10 kPa，缓冲时间为10 s，保载时间为20 s，泄漏允许量为100 Pa，标定的压力比压力表的压力略大，但是气密性检测关注重点是保载前后的压力差。取10只气密性合格和10只气密性不合格的水位传感器进行测试，测试结果表明，该水位传感器气密性测试仪能准确判断是否合格，表明了该设备的可行性。

　　该检测仪用于水位传感器的气密性检测，主要由STM32、直流气泵、气压传感器、A/D转换器、液晶显示屏、按键、继电器等构成。实验结果表明，所设计的水位传感器气密性检测仪测试数据较为准确、稳定，重复性较好，能准确判断水位传感器的气密性是否合格，满足了水位传感器气密性检测的需求。

　　三种方式：查询，中断，DMA 通用同步异步收发器（USART）提供了一种灵活的方法来与使用工业标准NR 异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。 USART利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。 它支持同步单向通信和半双工单线通信。它也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据组织)SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。它还允许多处理器通信。用于多缓冲器配置的DMA方式，可以实现高速数据通信。 主要特性： 全双工的，异步通信 NR 标准格式 分数波特率发生器系统 -发送和接收共用的可编程波特率，最高到4.5Mbits/s 可编程数据

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　　1.0 STM32的输入输出管脚有下面8种可能的配置：（4输入+2输出+2复用输出） 1）浮空输入_IN_FLOATING 2）带上拉输入_IPU 3）带下拉输入_IPD 4）模拟输入_AIN 5）开漏输出_OUT_OD 6）推挽输出_OUT_PP 7）复用功能的推挽输出_AF_PP 8）复用功能的开漏输出_AF_OD 1.1I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选（2M,10M,50MHz），这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。 1.1.1对于串口，假如最大波特率只需115.2K，那么用2M的

　　一种无OS的STM32实用软件框架，包括任务轮询管理，命令管理器、低功耗管理、环形缓冲区等实用模块。系统中广泛利用自定义段技术减少各个模块间的耦合关系，大大提供程序的可维护性。 主要功能 支持模块自动化管理，并提供不同优先等级初始化声明接口。 支持任务轮询管理，通过简单的宏声明即可实现，不需要复杂的声明调用。 支持低功耗管理，休眠与唤醒通知。 支持命令行解析，命令注册与执行。 blink设备支持，统一管理LED、震动马达、蜂鸣器 使用说明 点击STM32嵌入式开发公众号文末的“阅读原文”，可以完整的工程代码，系统开发平台如下： MCU：STM32F401RET6 IDE：IAR 7.4或者K

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