CN112378491A - 一种不规则油箱油位高度测量方法 - Google Patents

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王宏
王刚
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陈淳朴
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    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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Abstract

本发明公开了一种不规则油箱油位高度测量方法，将被测油位信号与标准电容组比对，所述标准电容组包括基准满位电容、基准零位电容，采用线性差值算法计算油位传感器输出的电容量Cx，进而计算得到油位传感器的浸油高度。采用本发明测量油位传感器所输出的电容信号，其测量结果的准确性只与标准电容组有关，不受C/V信号变换单元、A/D转换单元等元器件电气差异的影响。因此，运用本发明所描述的方法测量电容式油量传感器在不规则油箱中的浸油高度的准确性同样只与标准电容有关，不受测量电路自身元器件电气差异的影响，这一点具有非常重要的实际运用价值。

Description

一种不规则油箱油位高度测量方法
技术领域
本发明属于油位测量的技术领域，具体涉及一种不规则油箱油位高度测量方法。
背景技术
现实生活中很多时候需要对不规则油箱中剩余油量进行测量。而对于安装了电容式油位传感器的不规则油箱的油量测量而言，准确、有效地测量出电容式油位传感器输出的电容信号，是精确测量不规则油箱剩余油量的关键。
由于电容信号不可被直接测量，只能采用间接测量方法(通常将电容信号转变为电压信号)进行测量。如何有效地测量电容式油位传感器在不规则油箱中的浸油高度，本发明提出了自己的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不规则油箱油位高度测量方法，旨在得到油位传感器在不规则油箱中的浸油高度，且浸油高度的准确性只与标准电容组有关，不受测量电路自身元器件电气差异的影响，具有较好的实用性。
本发明主要通过以下技术方案实现：
一种不规则油箱油位高度测量方法，将被测油位信号与标准电容组比对，采用线性差值算法计算油位传感器输出的电容量Cx，进而计算得到油位传感器的浸油高度；所述标准电容组包括基准满位电容、基准零位电容；所述电容量Cx的计算公式如下：
Figure BDA0002777348700000011
其中：
C0"为基准零位电容值；
C1"为基准满位电容值；
Vx和V1"、V0"为被测油位信号、基准满位电容、基准零位电容对应的电压信号。
为了更好地实现本发明，进一步地，电容量Cx中0＜x＜1，当x＝0时，则计算得到浸油高度为0时所输出的电容量C0，当x＝1时，则计算得到浸油高度为自身长度时所输出的电容量C1。
为了更好地实现本发明，进一步地，油位传感器的浸油高度的计算公式如下：
Figure BDA0002777348700000012
其中：
h为油位传感器的浸油高度；
β为介电补偿系数，β＝1；
H为油位传感器总长度，单位mm；
γ为线性修正值，γ＝0。
为了更好地实现本发明，进一步地，Vx和V1"、V0"信号分别经C/V转换、A/D采集得到的采样数据。
为了更好地实现本发明，进一步地，通过二次线性差值算法计算得到油位传感器在不规则油箱中的浸油高度。
本发明的有益效果：
本发明将油位传感器输出的电容量与标准电容进行比对，计算其电容量值；并使用所得到该电容量值计算出被测电容式油位传感器的浸油高度。采用本发明测量油位传感器所输出的电容信号，其测量结果的准确性只与标准电容组有关，不受C/V信号变换单元、A/D转换单元等元器件电气差异的影响。因此，运用本发明所描述的方法测量电容式油量传感器在不规则油箱中的浸油高度的准确性同样只与标准电容有关，不受测量电路自身元器件电气差异的影响，这一点具有非常重要的实际运用价值。
附图说明
图1为电容量与电压量的关系曲线图；
图2为电容量与油位高度的关系曲线图；
图3为本发明油位信号测试装置的原理框图。
具体实施方式
实施例1：
一种不规则油箱油位高度测量方法，将被测油位信号与标准电容组比对，所述标准电容组包括基准满位电容、基准零位电容；采用线性差值算法计算油位传感器输出的电容量Cx，所述电容量Cx的计算公式如下：
Figure BDA0002777348700000021
其中：
C0"为基准零位电容值；
C1"为基准满位电容值；
Vx和V1"、V0"为被测油位信号、基准满位电容、基准零位电容对应的电压信号。
进而计算得到油位传感器的浸油高度，油位传感器的浸油高度的计算公式如下：
Figure BDA0002777348700000031
其中：
h为油位传感器的浸油高度；
β为介电补偿系数，β＝1；
H为油位传感器总长度，单位mm；
γ为线性修正值，γ＝0。
本发明将油位传感器输出的电容量与标准电容进行比对，计算其电容量值；并使用所得到该电容量值计算出被测电容式油位传感器的浸油高度。采用本发明测量油位传感器所输出的电容信号，其测量结果的准确性只与标准电容组有关，不受C/V信号变换单元、A/D转换单元等元器件电气差异的影响。因此，运用本发明所描述的方法测量电容式油量传感器在不规则油箱中的浸油高度的准确性同样只与标准电容有关，不受测量电路自身元器件电气差异的影响，这一点具有非常重要的实际运用价值。
实施例2：
一种不规则油箱油位高度测量方法，由油位计算及控制单元通过多路开关单元分时地接入C/V变换单元进行信号转换得到三个电压信号：Vx和V1"、V0"，分别对应被测油位信号即电容式油位传感器输出的电容量Cx、标准电容组——基准满位电容(C1")、基准零位电容(C0")经C/V变换转换后得到的电压信号。油位计算及控制单元通过A/D采集单元对被测油位信号和标准电容组进行分时采集，并将被测油位信号与标准电容组进行比对，采用线性差值算法——运用公式<1>计算电容式油位传感器输出的电容量Cx(0＜x＜1)，当x＝0时，C0代表电容式油位传感器浸油高度为0时所输出的电容量；当x＝1时，C1代表电容式油量传感器浸油高度为自身长度时所输出的电容量。
电容量值与电压量值的对应关系如图1所示；线性差值算法计算电容量值如下：
Figure BDA0002777348700000032
其中：Cx为油位传感器输出的电容信号(0<x<1)；
C0"为基准零位电容值；
C1"为基准满位电容值；
V0"为基准零位电容C0"信号经C/V转换、A/D采集得到的采样数据；
V1"为基准满位电容C1"信号经C/V转换、A/D采集得到的采样数据；
Vx为油位传感器输出的电容信号经C/V转换、A/D采集得到的采样数据(0<x<1)。
依据电容式油量传感器的线性特性，油位计算及控制单元对由测量和运用公式<1>计算得到Cx(0＜x＜1)、C0和C1值，再次采用线性差值算法——运用公式<2>计算被测电容式油量传感器的浸油高度。
电容式油位传感器输出的电容量值与其在不规则油箱中的浸油高度的对应关系如图2所示，线性差值算法计算电容式油位传感器在油箱中的浸油高度的公式如下：
Figure BDA0002777348700000041
其中：
h为油位传感器的浸油高度(需计算得到)；
Cx为油位传感器测量飞机油箱油位时，输出的电容值；
C0、C1通过公式,<1>计算得到，分别为油位传感器测量飞机油箱空油和满油状态时,输出的电容值；
β为介电补偿系数，β＝1；
H为油位传感器总长度(已知量)，单位mm；
γ为线性修正值，γ＝0。
本发明将油位传感器输出的电容量与标准电容进行比对，计算其电容量值；并使用所得到该电容量值计算出被测电容式油位传感器的浸油高度。采用本发明测量油位传感器所输出的电容信号，其测量结果的准确性只与标准电容组有关，不受C/V信号变换单元、A/D转换单元等元器件电气差异的影响。因此，运用本发明所描述的方法测量电容式油量传感器在不规则油箱中的浸油高度的准确性同样只与标准电容有关，不受测量电路自身元器件电气差异的影响，这一点具有非常重要的实际运用价值。
实施例3：
本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图3所示，油位测试装置包括标准电容组、多路开关单元、C/V变换单元、A/D采集单元以及油位计算及控制单元。标准电容组包括基准零位电容和基准满位电容。被测油位信号通过多路开关单元与C/V变换单元连接。油位计算及控制单元通过多路开关单元分时地接入C/V变换单元进行信号转换，并采集A/D采集单元所转换的电压数据。
本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种不规则油箱油位高度测量方法，其特征在于，将被测油位信号与标准电容组比对，所述标准电容组包括基准满位电容、基准零位电容，采用线性差值算法计算油位传感器输出的电容量Cx，进而计算得到油位传感器的浸油高度；所述电容量Cx的计算公式如下：
Figure FDA0002777348690000011
其中：
C0"为基准零位电容值；
C1"为基准满位电容值；
Vx和V1"、V0"为被测油位信号、基准满位电容、基准零位电容对应的电压信号。
2.根据权利要求1所述的一种不规则油箱油位高度测量方法，其特征在于，电容量Cx中0＜x＜1，当x＝0时，则计算得到浸油高度为0时所输出的电容量C0，当x＝1时，则计算得到浸油高度为自身长度时所输出的电容量C1。
3.根据权利要求2所述的一种不规则油箱油位高度测量方法，其特征在于，油位传感器的浸油高度的计算公式如下：
Figure FDA0002777348690000012
其中：
h为油位传感器的浸油高度；
β为介电补偿系数，β＝1；
H为油位传感器总长度，单位mm；
γ为线性修正值，γ＝0。
4.根据权利要求1所述的一种不规则油箱油位高度测量方法，其特征在于，Vx和V1"、V0"信号分别经C/V转换、A/D采集得到的采样数据。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种不规则油箱油位高度测量方法，其特征在于，通过二次线性差值算法计算得到油位传感器在不规则油箱中的浸油高度。
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