单片机作为微机发展的一个重要分支，其相对来说拥有可靠性高、性价比高、低电压、功耗小等优势，许多得到大范围采用的自动控制系统都是以它为核心。单片机因使用广泛、需求量大因而发展迅速，在实际设计中，单片机可以当作主计算机，也可当作现代社会中庞大的计算机控制系统中的前端机，完成采集模拟量和各种开关量的输入、处理和控制、计算，最终输出控制信号。单片机可以大范围使用于仪器仪表中，与各种传感器搭配结合，可以对诸如湿度、电压、功率、频率、速度、流量、压力、高度、温度、厚度等物理量进行测量；在常用电器设备中，单片机已广泛集成在录音机、电冰箱、电视机、电饭锅、微波炉、洗衣机、各种电子玩具、家用防火灾报警等各种家电设备中。同时，在计算机网络和通信、金融、工商、科研、教育、国防、航空航天、医用设备等领域都有着巨大的潜力和优势。

    在现代农业、工业生产中，我们经常要对液体的液位高度进行测量。伴着我国工业技术的高速发展，液位的控制和测量技术已经被广泛融入到化工、医药、食品、石油、交通等多种行业中。低温液体（液氧、液氮、液氩、液化天然气和液体二氧化碳等）现在应用十分广泛，作为储存低温液体的容器必须要保证能承受其载荷；在发电厂、炼钢厂中，保持正常的锅炉汽包水位、除氧器水位、汽轮机凝气器水位、高、低压加热器水位等，是设备能够安全运行的重要保障；在科研与教学中，我们也常常遇到需要进行液位控制的实验装置。

1.2  国内外研究现状及发展

    现在液位测量的方法很多，可以根据不同的测量方式划分为两种类型:接触式与非接触式。

（1）接触式测量法：接触式测量法是将测量用传感器直接和器皿内存储液体相接触，从而获得测量参数的方法。

人工检尺法：人工检尺法的使用由来已久，可以用于油罐的液位测量。它利用浸入式刻度钢皮尺测量液位，这种测量方法简单、高效、直观，拥有成本低、准确性好等多重优势，但是人为读数的误差较大、没有办法自动检测与操作。

电参数测量法：常见的电参数测量法有电阻法、测重法、电容法、浮标法和声光电的反射回波法等。不管是哪一种，上述测量方法的核心都是通过液位传感器把液位的相对位移量转化成电压、电流、阻抗等有利于于进行电处理的物理量。接下来，我们简单的介绍一下电容测量法的原理。

该测量法使用的电容是由两块圆柱形极板或者一个探极与罐壁构成。在液位不相同时，电容器的介电常数就会随之而改变，所以电容量也不相同。以这个为依据，就能够把电容量变为电压、相移、频率、脉宽等多种物理量，接下来再对该物理量进行测量。论文网

电容式液位测量设备一般都有简单的结构，具有精度高、稳定、动态响应快等特点，能够在恶劣环境中工作，廉价易得成本低；不过电容液位测量器要进行温度补偿，而且最终测量结果的准确性与介质的成分、水分、温度、密度等易变因素息息相关，另外检测电路相对来说较为复杂，特别是对微小电容量变化的检测。

    （2）非接触式测量法

常见的超声波法、调制型光学法、微波法都是属于非接触式测量法。它的特殊之处是测量方法并不是利用浮子此类的固态物，而是另辟蹊径，通过声、光、射线、磁场的能量来实现测量目的。液位传感器与被测介质互不接触、互不影响，所以适用范围广。尤其是接不能够使用触式测量设备的特殊被测量，比如粘度高、酸碱性强、污染性大，容易结晶的被测量。下面说明一下超声波法与微波法的测量原理。