CN105259423A - 电容测量电路、液位检测电路及其使用方法、电容测量电路模块、饮水机、智能家居设备 - Google Patents

Abstract

一种电容测量电路，其特征在于：包括测试信号源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一测试点、第二测试点、电源点、电源地点、采样二极管、采样点、采样电容、采样连接点、单片机。液位检测电路，具有前述的电容测量电路和两个极板。前述液位检测电路的使用方法。电容测量电路模块，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电源地点、第二二极管、第三二极管、导体极板、第一电容、第一开关、第二开关、零号节点、壹号节点，第一连接点、第二连接点。液位高度检测电路，可以无限叠加。本发明成本低廉、应用灵活、使用寿命长、稳定可靠。

Description

电容测量电路、液位检测电路及其使用方法、电容测量电路模块、饮水机、智能家居设备

技术领域

本发明属于电学领域，具体涉及电容测量电路、液位检测电路、液位检测电路的使用方法、电容测量电路模块、液位高度检测电路、智能物联网饮水机、智能家居设备。

背景技术

智能家居是是在互联网的发展影响下产生的物联网的体现，智能家居的主要体现方式在于将人类生活家居物品进行智能化、网络化，智能家居可以提高人类的家居生活增强便利性、舒适性、安全性、艺术性、环保性、经济性，其诸多好处使得智能家居已经开始进入千家万户，智能家居相关技术正在蓬勃的发展并将更加繁荣。

水是生命之源，人类的生活跟水息息相关，由于水是液体，人类使用时一般需要具有稳定形状的容器来装盛，人类不少家居用品与具有稳定形状的容器相关，比如杯子、水瓶、水桶、浴缸、洗衣机、热水器、饮水机、鱼缸等等；对于具有液体容器的家居用品在使用时，由于液体容器的容积往往是固定的，所以液体的深度是重要指标，否则容易溢出；对于具有稳定形状的液体容器而言，其液体深度往往可以用于液体体积、液体重量的评估。

现有的液体容器的液位的监测技术主要有浮球、电阻式、电容式，这几种方式各有其优缺点。

现有容值检测电路成本较高，存在改进空间。

现有的电容式液位检测电路成本较高，存在改进空间。

电容式液位检测电路主要是以所测得的容值来评估，这种方式虽然精度高，但是检测结果容易受到温飘、元件老化的影响，而人类使用水时不同场合的水温要求是不一样的，这样导致现有的电容式液位检测电路的液位检测结果可能会因不同的使用场合的不同而不同，所以对于智能家居而言现有的电容式液位检测电路的稳定性、通用性存在改进空间。

发明内容

为解决技术背景中叙述的问题，本发明提出了电容测量电路、液位检测电路、液位检测电路的使用方法、电容测量电路模块、智能物联网饮水机、智能家居设备。

本发明具有如下技术内容。

1、一种电容测量电路，其特征在于：包括测试信号源（VS）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）、电源点（VCC9）、电源地点（GND9）、采样二极管（D1）、采样点（Q）、采样电容（C1）、采样连接点（P1）、单片机（PIC12F510）；

测试信号源（VS）是可控的，即电路可以实时的控制测试信号源（VS）的输出的开启与停止，测试信号源（VS）输出的测试信号是交流信号或脉冲信号如三角波、脉冲方波；

第一电阻（R1）的一端与第一测试点（ca1）相连，第一电阻（R1）的另一端与测试信号源（VS）相连；

第二电阻（R2）的一端与第一测试点（CA1）相连；

第三电阻（R3）的一端与第二测试点（CA2）相连；

第四电阻（R4）的一端与第二测试点（CA2）相连，第四电阻（R4）的另一端与电源地点（GND9）相连；

第三电阻（R3）不与第二测试点（CA2）相连的端和第二电阻（R2）不与第一测试点（ca1）相连的端相连；

第三电阻（R3）、第二电阻（R2）的公共连接点与采样二极管（D1）的正极相连；

采样二极管（D1）的负极与采样点（Q）相连；

采样电容（C1）的一端与采样点（Q）相连，采样电容（C1）的另一端与电源地点（GND9）相连；

采样连接点（P1）与采样点（Q）相连；

采样连接点（P1）与单片机（PIC12F510）的一个可设置为AD采样模式的引脚相连，以使单片机（PIC12F510）可以采集采样点（Q）即采用电容（C1）的充电端的电压值；

采样连接点（P1）与单片机（PIC12F510）的一个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚相连，单片机（PIC12F510）可以具有排泄采样点（Q）的电荷为新的测试做准备的能力；当单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输入模式时，单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚不会影响采样点（Q）的电压值；当单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输出模式且输出低电平时，单片机（PIC12F510）可以起到排泄采样点（Q）的电荷降低采样点（Q）电压值的作用以为新的测试做准备；

单片机（PIC12F510）的电源脚（VDD）与电源点（VCC9）相连，单片机（PIC12F510）的接地脚（VSS）与电源地点（GND9）相连；

本发明的实现对待测电容（CS）的容值的测试原理是：本发明的在测试本发明的应用对象待测电容（CS）时，待测电容（CS）的两端分别与第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）相连，由于测试信号为交流信号或脉冲信号,待测电容（CS）对于交流信号或脉冲信号信号而言具有有效阻抗可以视为等效电阻，对于同一的测试信号而言不同容值的待测电容的等效电阻不同，不同容值的待测电容（CS）会导致第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）之间的压降变换，从而导致同等的单位时间内采样电容（C1）所充的电压值不同，本领域普通技术人员可根据待测电容值（CS）与单位时间内采样电容（C1）所充电压值的对应关系、单位时间内采用电容（C1）所充电压值来计算待测电容（CS）的容值，本发明应用时应恰当控制测试时间尽量避免采样电容（C1）被完全充满。

2、如技术内容1所述的一种电容测量电路，其特征在于：还包括单片机程序；单片机程序烧录在单片机（PIC12F510）中。

3、如技术内容1所述的一种电容测量电路，其特征在于：所述的单片机（PIC12F510）的部分引脚既可设置为AD采样模式的引脚也能够设置为IO输入模式也能够设置为IO输出模式。

4、一种液位检测电路，其特征在于：具有技术内容1-4中任一技术内容所述的技术方案，还具有第一极板（121）、第二极板（120）；第一极板（121）与电容测量电路的第一测试点（ca1）相连；第二极板（120）与电容测量电路的第二测试点（ca2）相连；第一极板（121）、第二极板（120）均使用电的良导体制成。

5、如技术内容4所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：第一极板（121）、第二极板（120）分别贴在绝缘容器（140）的外壁上，第一极板（121）、第二极板（120）在纵向位置上不具有等高的点即第一极板（121）、第二极板（120）为纵向错开的排列。

6、如技术内容4所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：将多个如技术内容4所述的液位检测电路的第一极板（121）、第二极板（120）成对的纵向排列在绝缘容器（140）的外壁的不同高度位置上，并将各个液位检测电路的单片机（PIC12F510）结合公知常识合并为同一单片机，根据各组成对极板的容值的大小差异来判断液位(150)位置；位于液位（150）上方的各组成对极板之间的容值很小，单片机（PIC12F510）在采样点（Q）采集到的电压较高；位于液位（150）下方的各组成对极板之间的容值较大，单片机（PIC12F510）在采样点（Q）采集到的电压较低；检测结果不易受到温飘、元件老化的影响，检测结果稳定可靠。

7、一种电容测量电路模块，其特征在于：包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、电源地点（GND9）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、导体极板（120）、第一电容（C1）、第一开关（MOS1）、第二开关（MOS2）、零号节点（P0）、壹号节点（P1），第一连接点（Q）、第二连接点（P）；

第一开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第一开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第一开关（MOS1）的开关通道接通，当第一开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第一开关（MOS1）的开关通道断开；

第二开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第二开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第二开关（MOS1）的开关通道接通，当第二开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第二开关（MOS1）的开关通道断开；

第一电阻（R1）的一端与第一连接点（Q）相连，第一电阻（R1）的另一端经由第一开关的开关通道连接到第二二极管（D2）的正极；

第二电阻（R2）的一端与第二二极管（D2）的正极相连，第二电阻（R2）的另一端与第二连接点（P）相连；

第三电阻（R3）的一端与第二连接点（P）相连，第三电阻（R3）的另一端经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连，第三电阻（R3）的经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连的端经由第二开关（MOS2）的开关通道连接到壹号节点（P1）；

第二二极管（D2）的负极与第三二极管（D3）的正极相连；

第三二极管（D3）的负极与壹号节点（P1）相连；

第一电容（C1）的一端与第二二极管（D2）的负极相连，第一电容（C1）的另一端与零号节点（P0）相连；

第一开关（MOS1）的控制端与零号节点（P0）相连；

第二开关（MOS2）的控制端与壹号节点（P1）相连；

导体极板（120）与第二连接点（P）相连；

本电容测量电路模块，应用时可以无限叠加使用，可以根据实际需求选择模块的数量和密度来选择量程和精度，而不需要重新设计，使用方便，可扩展性强，适应性好。

8、一种液位高度检测电路，其特征在于：具有两个以上的电容测量电路模块、单片机（PIC12F510）；每个电容测量电路模块的第一连接点（Q）与其他一个电容测量电路模块的第二连接点（P）相连，每个电容测量电路模块的第二连接点（P）与其他一个电容测量电路模块的第一连接点（Q）相连，所有的电容测量电路模块构成的链接为闭合环链或非闭合链状；所有的电容测量电路模块都具有如下特征，假设电容测量电路模块A的第二连接点（P）与电容测量电路模块B的第一连接点（Q）相连，那么电容测量电路模块A的零号节点（P0）与电容测量电路模块B的一号节点（P1）相连，这两个相连的节点连接在单片机（PIC12F510）的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的一个引脚上；

电容测量电路模块具有如下技术特征：

包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、电源地点（GND9）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、导体极板（120）、第一电容（C1）、第一开关（MOS1）、第二开关（MOS2）、零号节点（P0）、壹号节点（P1），第一连接点（Q）、第二连接点（P）；

第一开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第一开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第一开关（MOS1）的开关通道接通，当第一开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第一开关（MOS1）的开关通道断开；

第二开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第二开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第二开关（MOS1）的开关通道接通，当第二开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第二开关（MOS1）的开关通道断开；

第一电阻（R1）的一端与第一连接点（Q）相连，第一电阻（R1）的另一端经由第一开关的开关通道连接到第二二极管（D2）的正极；

第二电阻（R2）的一端与第二二极管（D2）的正极相连，第二电阻（R2）的另一端与第二连接点（P）相连；

第三电阻（R3）的一端与第二连接点（P）相连，第三电阻（R3）的另一端经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连，第三电阻（R3）的经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连的端经由第二开关（MOS2）的开关通道连接到壹号节点（P1）；

第二二极管（D2）的负极与第三二极管（D3）的正极相连；

第三二极管（D3）的负极与壹号节点（P1）相连；

第一电容（C1）的一端与第二二极管（D2）的负极相连，第一电容（C1）的另一端与零号节点（P0）相连；

第一开关（MOS1）的控制端与零号节点（P0）相连；

第二开关（MOS2）的控制端与壹号节点（P1）相连；

导体极板（120）与第二连接点（P）相连；

单片机（PIC12F510）中具有单片机程序，单片机程序能够完成用于检测液位的如下方法步骤：

步骤1、选取相连的需要被测的相连的电容测量电路模块对，假设它们是电容测量电路模块A和电容测量电路模块B，电容测量电路模块A和电容测量电路模块B满足“电容测量电路模块A的第二连接点（P）与电容测量电路模块B的第一连接点（Q）相连”的条件；

步骤2、将与电容测量电路模块A的零号节点（P0）、电容测量电路模块B的一号节点（P1）相连单片机（PIC12F510）的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为高电平输出模式；电容测量电路模块A的第一开关（MOS1）的开关通断被断开，那么电容测量电路模块A不会受到与电容测量电路模块A的第一连接点的电容测量电路模块的影响；电容测量电路模块A的第二开关（MOS2）的开关通断被接通；电容测量电路模块B的第三二极管（D3）的电流通道被高电平所阻塞；如果存在一个第一连接点（Q）与电容测量电路模块B的第二连接点（P）相连的电容测量电路模块C，那么还需要将电容测量电路模块C的零号节点（P0）设置为低电平输出模式，电容测量电路模块C、电容测量电路模块B可以是同一电容测量电路模块；

步骤3、将与电容测量电路模块B的一号节点（P0）的单片机（PIC12F510）的引脚设置为低电平输出模式；

步骤4、从与电容测量电路模块A的一号节点（P1）相连的单片机（PIC12F510）的引脚输出PWM信号作为测试信号，并使PWM信号持续一个固定长度的时间段，此时PWM信号会对采样电容（C1）充电；PWM信号会对采样电容（C1）充电的速度与电容测量电路模块A的导体极板（120）、电容测量电路模块B的导体极板（120）之间的容值相关；电容测量电路模块A的导体极板（120）、电容测量电路模块B的导体极板（120）之间的容值越大，PWM信号会对采样电容（C1）充电的速度越慢，固定长度的时间段内采用电容（C1）被充的电压就越低；电容测量电路模块A的导体极板（120）、电容测量电路模块B的导体极板（120）之间的容值越小，PWM信号会对采样电容（C1）充电的速度越快，固定长度的时间段内采用电容（C1）被充的电压就越高；

步骤5、终止步骤4所述的PWM信号的输出；

步骤6、将与电容测量电路模块A的零号节点（P0）、电容测量电路模块B的一号节点（P1）相连单片机（PIC12F510）的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为AD采样模式，并进行AD采样；

步骤7、记录步骤6获得的采样数据；

步骤8、重复步骤1-7的操作，直到所有相连的相邻的电容测量电路模块对之间的电容都被测试过；

步骤9、通过步骤1-8所获得的各个电容测量电路模块的测得的容值差异，推算液位（150）的位置；值得本领域普通技术人员所注意的是，各个相邻的电容测量电路模块对之间的高度跨度可能是不一致的，比如最高位置的电容测量电路模块的导体极板（120）与最低位置的电容测量电路模块的导体极板（120）从电学连接角度来看可以是相邻的但是物理尺寸角度来看其高度跨度不同；

步骤10、将所有电容测量电路模块的一号节点（P1）都设置为低电平输出模式，对采样电容C1进行放电，准备下一次测试。

9、一种智能物联网饮水机，其特征在于：具有技术内容1-8中任一技术内容所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。

10、一种智能家居设备，其特征在于：具有技术内容1-8中任一技术内容所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。

技术内容说明及其有益效果。

本发明成本低廉、应用灵活、使用寿命长、稳定可靠。

附图说明

附图1为实施实例1的示意图。

附图2为实施实例2的示意图。

如图3为实施实例3的示意图。

如图4为实施实例5的示意图,图中标号20是电容测量电路模块。

如图5为实施实例6的示意图，图中标号200、201、202、203是电容测量电路模块。

如图6为实施实例9的示意图，图中标号201、202、203是电容测量电路模块。

具体实施实例

下面将结合实施实例对本发明进行说明。

实施实例1、如图1所示，一种电容测量电路，其特征在于：包括测试信号源VS、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一测试点ca1、第二测试点ca2、电源点VCC9、电源地点GND9、采样二极管D1、采样点Q、采样电容C1、采样连接点P1、单片机PIC12F510；

测试信号源VS是可控的，即电路可以实时的控制测试信号源VS的输出的开启与停止，测试信号源VS输出的测试信号是交流信号或脉冲信号如三角波、脉冲方波；

第一电阻R1的一端与第一测试点ca1相连，第一电阻R1的另一端与测试信号源VS相连；

第二电阻R2的一端与第一测试点CA1相连；

第三电阻R3的一端与第二测试点CA2相连；

第四电阻R4的一端与第二测试点CA2相连，第四电阻R4的另一端与电源地点GND9相连；

第三电阻R3不与第二测试点CA2相连的端和第二电阻R2不与第一测试点ca1相连的端相连；

第三电阻R3、第二电阻R2的公共连接点与采样二极管D1的正极相连；

采样二极管D1的负极与采样点Q相连；

采样电容C1的一端与采样点Q相连，采样电容C1的另一端与电源地点GND9相连；

采样连接点P1与采样点Q相连；

采样连接点P1与单片机PIC12F510的一个可设置为AD采样模式的引脚相连，以使单片机PIC12F510可以采集采样点Q即采用电容C1的充电端的电压值；

采样连接点P1与单片机PIC12F510的一个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚相连，单片机PIC12F510可以具有排泄采样点Q的电荷为新的测试做准备的能力；当单片机PIC12F510的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输入模式时，单片机PIC12F510的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚不会影响采样点Q的电压值；当单片机PIC12F510的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输出模式且输出低电平时，单片机PIC12F510可以起到排泄采样点Q的电荷降低采样点Q电压值的作用以为新的测试做准备；

单片机PIC12F510的电源脚VDD与电源点VCC9相连，单片机PIC12F510的接地脚VSS与电源地点GND9相连；

本发明的实现对待测电容CS的容值的测试原理是：本发明的在测试本发明的应用对象待测电容CS时，待测电容CS的两端分别与第一测试点ca1、第二测试点ca2相连，由于测试信号为交流信号或脉冲信号,待测电容CS对于交流信号或脉冲信号信号而言具有有效阻抗可以视为等效电阻，对于同一的测试信号而言不同容值的待测电容的等效电阻不同，不同容值的待测电容CS会导致第一测试点ca1、第二测试点ca2之间的压降变换，从而导致同等的单位时间内采样电容C1所充的电压值不同，本领域普通技术人员可根据待测电容值CS与单位时间内采样电容C1所充电压值的对应关系、单位时间内采用电容C1所充电压值来计算待测电容CS的容值，本发明应用时应恰当控制测试时间尽量避免采样电容C1被完全充满。

还包括单片机程序；单片机程序烧录在单片机PIC12F510中。

所述的单片机PIC12F510的部分引脚既可设置为AD采样模式的引脚也能够设置为IO输入模式也能够设置为IO输出模式。

实施实例2、如图2所示，一种液位检测电路，其特征在于：具有实施实例1所述的技术方案，还具有第一极板121、第二极板120；第一极板121与电容测量电路的第一测试点ca1相连；第二极板120与电容测量电路的第二测试点ca2相连；第一极板121、第二极板120均使用电的良导体制成。

实施实例3、如图3所示，如实施实例2所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：第一极板121、第二极板120分别贴在绝缘容器140的外壁上，第一极板121、第二极板120在纵向位置上不具有等高的点即第一极板121、第二极板120为纵向错开的排列。

实施实例4、如实施实例2所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：将多个如实施实例2所述的液位检测电路的第一极板121、第二极板120成对的纵向排列在绝缘容器140的外壁的不同高度位置上，并将各个液位检测电路的单片机PIC12F510结合公知常识合并为同一单片机，根据各组成对极板的容值的大小差异来判断液位150位置；位于液位150上方的各组成对极板之间的容值很小，单片机PIC12F510在采样点Q采集到的电压较高；位于液位150下方的各组成对极板之间的容值较大，单片机PIC12F510在采样点Q采集到的电压较低；检测结果不易受到温飘、元件老化的影响，检测结果稳定可靠。

实施实例5、如图4所示，一种电容测量电路模块，其特征在于：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电源地点GND9、第二二极管D2、第三二极管D3、导体极板120、第一电容C1、第一开关MOS1、第二开关MOS2、零号节点P0、壹号节点P1，第一连接点Q、第二连接点P；

第一开关MOS1具有一个开关通道、一个控制端，当第一开关MOS1的控制的电平为低电平是第一开关MOS1的开关通道接通，当第一开关MOS1的控制的电平为高电平是第一开关MOS1的开关通道断开；

第二开关MOS1具有一个开关通道、一个控制端，当第二开关MOS1的控制的电平为高电平是第二开关MOS1的开关通道接通，当第二开关MOS1的控制的电平为低电平是第二开关MOS1的开关通道断开；

第一电阻R1的一端与第一连接点Q相连，第一电阻R1的另一端经由第一开关的开关通道连接到第二二极管D2的正极；

第二电阻R2的一端与第二二极管D2的正极相连，第二电阻R2的另一端与第二连接点P相连；

第三电阻R3的一端与第二连接点P相连，第三电阻R3的另一端经由第四电阻R4与电源地点GND9相连，第三电阻R3的经由第四电阻R4与电源地点GND9相连的端经由第二开关MOS2的开关通道连接到壹号节点P1；

第二二极管D2的负极与第三二极管D3的正极相连；

第三二极管D3的负极与壹号节点P1相连；

第一电容C1的一端与第二二极管D2的负极相连，第一电容C1的另一端与零号节点P0相连；

第一开关MOS1的控制端与零号节点P0相连；

第二开关MOS2的控制端与壹号节点P1相连；

导体极板120与第二连接点P相连；

本电容测量电路模块，应用时可以无限叠加使用，可以根据实际需求选择模块的数量和密度来选择量程和精度，而不需要重新设计，使用方便，可扩展性强，适应性好。

实施实例6、如图5所示，一种液位高度检测电路，其特征在于：具有两个以上的电容测量电路模块、单片机PIC12F510；每个电容测量电路模块的第一连接点Q与其他一个电容测量电路模块的第二连接点P相连，每个电容测量电路模块的第二连接点P与其他一个电容测量电路模块的第一连接点Q相连，所有的电容测量电路模块构成的链接为非闭合链状；所有的电容测量电路模块都具有如下特征，假设电容测量电路模块A的第二连接点P与电容测量电路模块B的第一连接点Q相连，那么电容测量电路模块A的零号节点P0与电容测量电路模块B的一号节点P1相连，这两个相连的节点连接在单片机PIC12F510的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的一个引脚上；

电容测量电路模块具有如下技术特征：

包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电源地点GND9、第二二极管D2、第三二极管D3、导体极板120、第一电容C1、第一开关MOS1、第二开关MOS2、零号节点P0、壹号节点P1，第一连接点Q、第二连接点P；

第一开关MOS1具有一个开关通道、一个控制端，当第一开关MOS1的控制的电平为低电平是第一开关MOS1的开关通道接通，当第一开关MOS1的控制的电平为高电平是第一开关MOS1的开关通道断开；

第二开关MOS1具有一个开关通道、一个控制端，当第二开关MOS1的控制的电平为高电平是第二开关MOS1的开关通道接通，当第二开关MOS1的控制的电平为低电平是第二开关MOS1的开关通道断开；

第一电阻R1的一端与第一连接点Q相连，第一电阻R1的另一端经由第一开关的开关通道连接到第二二极管D2的正极；

第二电阻R2的一端与第二二极管D2的正极相连，第二电阻R2的另一端与第二连接点P相连；

第三电阻R3的一端与第二连接点P相连，第三电阻R3的另一端经由第四电阻R4与电源地点GND9相连，第三电阻R3的经由第四电阻R4与电源地点GND9相连的端经由第二开关MOS2的开关通道连接到壹号节点P1；

第二二极管D2的负极与第三二极管D3的正极相连；

第三二极管D3的负极与壹号节点P1相连；

第一电容C1的一端与第二二极管D2的负极相连，第一电容C1的另一端与零号节点P0相连；

第一开关MOS1的控制端与零号节点P0相连；

第二开关MOS2的控制端与壹号节点P1相连；

导体极板120与第二连接点P相连；

单片机PIC12F510中具有单片机程序，单片机程序能够完成用于检测液位的如下方法步骤：

步骤1、选取相连的需要被测的相连的电容测量电路模块对，假设它们是电容测量电路模块A和电容测量电路模块B，电容测量电路模块A和电容测量电路模块B满足“电容测量电路模块A的第二连接点P与电容测量电路模块B的第一连接点Q相连”的条件；

步骤2、将与电容测量电路模块A的零号节点P0、电容测量电路模块B的一号节点P1相连单片机PIC12F510的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为高电平输出模式；电容测量电路模块A的第一开关MOS1的开关通断被断开，那么电容测量电路模块A不会受到与电容测量电路模块A的第一连接点的电容测量电路模块的影响；电容测量电路模块A的第二开关MOS2的开关通断被接通；电容测量电路模块B的第三二极管D3的电流通道被高电平所阻塞；如果存在一个第一连接点Q与电容测量电路模块B的第二连接点P相连的电容测量电路模块C，那么还需要将电容测量电路模块C的零号节点P0设置为低电平输出模式，电容测量电路模块C、电容测量电路模块B可以是同一电容测量电路模块；

步骤3、将与电容测量电路模块B的一号节点P0的单片机PIC12F510的引脚设置为低电平输出模式；

步骤4、从与电容测量电路模块A的一号节点P1相连的单片机PIC12F510的引脚输出PWM信号作为测试信号，并使PWM信号持续一个固定长度的时间段，此时PWM信号会对采样电容C1充电；PWM信号会对采样电容C1充电的速度与电容测量电路模块A的导体极板120、电容测量电路模块B的导体极板120之间的容值相关；电容测量电路模块A的导体极板120、电容测量电路模块B的导体极板120之间的容值越大，PWM信号会对采样电容C1充电的速度越慢，固定长度的时间段内采用电容C1被充的电压就越低；电容测量电路模块A的导体极板120、电容测量电路模块B的导体极板120之间的容值越小，PWM信号会对采样电容C1充电的速度越快，固定长度的时间段内采用电容C1被充的电压就越高；

步骤5、终止步骤4所述的PWM信号的输出；

步骤6、将与电容测量电路模块A的零号节点P0、电容测量电路模块B的一号节点P1相连单片机PIC12F510的能够设置为AD采样模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为AD采样模式，并进行AD采样；

步骤7、记录步骤6获得的采样数据；

步骤8、重复步骤1-7的操作，直到所有相连的相邻的电容测量电路模块对之间的电容都被测试过；

步骤9、通过步骤1-8所获得的各个电容测量电路模块的测得的容值差异，推算液位150的位置；值得本领域普通技术人员所注意的是，各个相邻的电容测量电路模块对之间的高度跨度可能是不一致的，比如最高位置的电容测量电路模块的导体极板120与最低位置的电容测量电路模块的导体极板120从电学连接角度来看可以是相邻的但是物理尺寸角度来看其高度跨度不同。

步骤10、将所有电容测量电路模块的一号节点P1都设置为低电平输出模式，对采样电容C1进行放电，准备下一次测试。

实施实例7、一种智能物联网饮水机，其特征在于：具有实施实例1-6中任一实施实例所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。

实施实例8、一种智能家居设备，其特征在于：具有实施实例1-6中任一实施实例所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。

实施实例9、如图6所示，与实施实例6不同的是图6中‘所有电容测量电路模块’构成一个闭合的环状链接。

本说明不详处为现有技术或者公知常识，故不赘述。

Claims (9)

1.一种电容测量电路，其特征在于：包括测试信号源（VS）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）、电源点（VCC9）、电源地点（GND9）、采样二极管（D1）、采样点（Q）、采样电容（C1）、采样连接点（P1）、单片机（PIC12F510）；

测试信号源（VS）是可控的，即电路可以实时的控制测试信号源（VS）的输出的开启与停止，测试信号源（VS）输出的测试信号是交流信号或脉冲信号如三角波、脉冲方波；

第一电阻（R1）的一端与第一测试点（ca1）相连，第一电阻（R1）的另一端与测试信号源（VS）相连；

第二电阻（R2）的一端与第一测试点（CA1）相连；

第三电阻（R3）的一端与第二测试点（CA2）相连；

第四电阻（R4）的一端与第二测试点（CA2）相连，第四电阻（R4）的另一端与电源地点（GND9）相连；

第三电阻（R3）不与第二测试点（CA2）相连的端和第二电阻（R2）不与第一测试点（ca1）相连的端相连；

第三电阻（R3）、第二电阻（R2）的公共连接点与采样二极管（D1）的正极相连；

采样二极管（D1）的负极与采样点（Q）相连；

采样电容（C1）的一端与采样点（Q）相连，采样电容（C1）的另一端与电源地点（GND9）相连；

采样连接点（P1）与采样点（Q）相连；

采样连接点（P1）与单片机（PIC12F510）的一个可设置为AD采样模式的引脚相连，以使单片机（PIC12F510）可以采集采样点（Q）即采用电容（C1）的充电端的电压值；

采样连接点（P1）与单片机（PIC12F510）的一个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚相连，单片机（PIC12F510）可以具有排泄采样点（Q）的电荷为新的测试做准备的能力；当单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输入模式时，单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚不会影响采样点（Q）的电压值；当单片机（PIC12F510）的这个能够设置为IO输入模式的且能够设置为IO输出模式的引脚设置为IO输出模式且输出低电平时，单片机（PIC12F510）可以起到排泄采样点（Q）的电荷降低采样点（Q）电压值的作用以为新的测试做准备；

单片机（PIC12F510）的电源脚（VDD）与电源点（VCC9）相连，单片机（PIC12F510）的接地脚（VSS）与电源地点（GND9）相连；

本发明的实现对待测电容（CS）的容值的测试原理是：本发明的在测试本发明的应用对象待测电容（CS）时，待测电容（CS）的两端分别与第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）相连，由于测试信号为交流信号或脉冲信号,待测电容（CS）对于交流信号或脉冲信号信号而言具有有效阻抗可以视为等效电阻，对于同一的测试信号而言不同容值的待测电容的等效电阻不同，不同容值的待测电容（CS）会导致第一测试点（ca1）、第二测试点（ca2）之间的压降变换，从而导致同等的单位时间内采样电容（C1）所充的电压值不同，本领域普通技术人员可根据待测电容值（CS）与单位时间内采样电容（C1）所充电压值的对应关系、单位时间内采用电容（C1）所充电压值来计算待测电容（CS）的容值，本发明应用时应恰当控制测试时间尽量避免采样电容（C1）被完全充满。

2.如权利要求1所述的一种电容测量电路，其特征在于：还包括单片机程序；单片机程序烧录在单片机（PIC12F510）中。

3.如权利要求1所述的一种电容测量电路，其特征在于：所述的单片机（PIC12F510）的部分引脚既可设置为AD采样模式的引脚也能够设置为IO输入模式也能够设置为IO输出模式。

4.一种液位检测电路，其特征在于：具有权利要求1-4中任一权利要求所述的技术方案，还具有第一极板（121）、第二极板（120）；第一极板（121）与电容测量电路的第一测试点（ca1）相连；第二极板（120）与电容测量电路的第二测试点（ca2）相连；第一极板（121）、第二极板（120）均使用电的良导体制成。

5.如权利要求4所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：第一极板（121）、第二极板（120）分别贴在绝缘容器（140）的外壁上，第一极板（121）、第二极板（120）在纵向位置上不具有等高的点即第一极板（121）、第二极板（120）为纵向错开的排列。

6.如权利要求4所述的一种液位检测电路的使用方法，其特征在于：将多个如权利要求4所述的液位检测电路的第一极板（121）、第二极板（120）成对的纵向排列在绝缘容器（140）的外壁的不同高度位置上，并将各个液位检测电路的单片机（PIC12F510）结合公知常识合并为同一单片机，根据各组成对极板的容值的大小差异来判断液位(150)位置；位于液位（150）上方的各组成对极板之间的容值很小，单片机（PIC12F510）在采样点（Q）采集到的电压较高；位于液位（150）下方的各组成对极板之间的容值较大，单片机（PIC12F510）在采样点（Q）采集到的电压较低；检测结果不易受到温飘、元件老化的影响，检测结果稳定可靠。

7.一种电容测量电路模块，其特征在于：包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、电源地点（GND9）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、导体极板（120）、第一电容（C1）、第一开关（MOS1）、第二开关（MOS2）、零号节点（P0）、壹号节点（P1），第一连接点（Q）、第二连接点（P）；

第一开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第一开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第一开关（MOS1）的开关通道接通，当第一开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第一开关（MOS1）的开关通道断开；

第二开关（MOS1）具有一个开关通道、一个控制端，当第二开关（MOS1）的控制的电平为高电平是第二开关（MOS1）的开关通道接通，当第二开关（MOS1）的控制的电平为低电平是第二开关（MOS1）的开关通道断开；

第一电阻（R1）的一端与第一连接点（Q）相连，第一电阻（R1）的另一端经由第一开关的开关通道连接到第二二极管（D2）的正极；

第二电阻（R2）的一端与第二二极管（D2）的正极相连，第二电阻（R2）的另一端与第二连接点（P）相连；

第三电阻（R3）的一端与第二连接点（P）相连，第三电阻（R3）的另一端经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连，第三电阻（R3）的经由第四电阻（R4）与电源地点（GND9）相连的端经由第二开关（MOS2）的开关通道连接到壹号节点（P1）；

第二二极管（D2）的负极与第三二极管（D3）的正极相连；

第三二极管（D3）的负极与壹号节点（P1）相连；

第一电容（C1）的一端与第二二极管（D2）的负极相连，第一电容（C1）的另一端与零号节点（P0）相连；

第一开关（MOS1）的控制端与零号节点（P0）相连；

第二开关（MOS2）的控制端与壹号节点（P1）相连；

导体极板（120）与第二连接点（P）相连；

本电容测量电路模块，应用时可以无限叠加使用，可以根据实际需求选择模块的数量和密度来选择量程和精度，而不需要重新设计，使用方便，可扩展性强，适应性好。

8.一种智能物联网饮水机，其特征在于：具有权利要求1-7中任一权利要求所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。

9.一种智能家居设备，其特征在于：具有权利要求1-7中任一权利要求所述的技术方案的全部技术特征，还具有通讯模块能够连接到互联网并能使液位信息在互联网上传送。