91515部队 邱洪亮 吴克雄

本文提出一种基于电容式传感器的油箱测量系统，主要利用传感器探测由于邮箱液面改变而带来的电容差异，设计了基于嵌入式芯片的油量测量及监控系统。从研究油箱容量检测原理入手，根据应用场景进行了特殊的硬件平台设计，并优化了系统的软件系统。本测量系统设计紧凑、易于实现，可以满足测量准确度，系统工作稳定性高。

当前交通工具的油箱油量检测中，电容式传感器是常用的解决方案之一。利用电容传感器设计模拟电路，实现油箱内中剩余油量的测量，其主要原理是将油箱视为一个规则的圆柱形容器，并将此容器中液体的体积变化转化为电容的变化，进而使用电压来量化电容的变化量。经过对电压的信号调理及放大，获得可以被处理的电压变化数据。该方法响应速度慢，检测准确度低。

因此针对此问题，本文提出一种基于嵌入式平台的油箱液面检测系统，借助于嵌入式主控芯片的高采样率和强大计算能力，优化传统电容式传感器的测量缺陷，能够提供高实时性的剩余油量检测信息。

1 电容式传感器的基本原理

传统的电容传感器基本工作原理是将油箱类比为圆柱形，利用圆环结构构成电容器(实际应用中油箱形状多为不规则状)，此处电容极板的全长为H，外侧极板的半径为r2，当H>>r2时，可以获得式(1)如下：

式中：C0被设定为油箱空置时的电容数值；ε0是标准介电常数；r1是内侧极板的测量半径。