RU2078313C1

RU2078313C1 - Level indicator

Info

Publication number: RU2078313C1
Application number: RU93029147A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Бровин
Original assignee: Владимир Ильич Бровин
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1997-04-27

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: proposed level indicator has high-frequency generator with positive feedback built on transistor which emitter and collector circuits include first and second coreless windings inductively intercoupled, third coreless winding mounted on mobile element of sensor for interaction with first and second windings and connected to indicator. EFFECT: enhanced functional reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к уровнемерам с электронными преобразователями. The invention relates to measuring equipment, in particular, to level meters with electronic converters.

Известны уровнемеры, выполненные на основе генератора с катушкой индуктивности в его цепи (авт. св. N 203962, кл. G 01 F 23/26, 1968; авт.св. N 267108, кл. G 01 F 23/26, 1970). Known level gauges made on the basis of a generator with an inductor in its circuit (ed. St. N 203962, class G 01 F 23/26, 1968; aut. St. N 267108, class G 01 F 23/26, 1970) .

Недостатком этих уровнемеров является относительно высокая погрешность измерений. The disadvantage of these level gauges is the relatively high measurement error.

Прототипом изобретения является уровнемер, содержащий генератор с положительной обратной связью на основе транзистора, в эмиттерную и коллекторную цепи которого включены обмотки индуктивности (Борисов А.М. и др. Справочники радиолюбителя-конструктора. Радио-связь, 1983, с. 304-306). Этот датчик является датчиком порогового типа, в котором блокинг-генератор с индуктивной положительной обратной связью, управляющей нарастанием тока базы до насыщения ферромагнитного сердечника. При насыщении трансформация прекращается, обрывается ток базы и ток коллектора, т.е. транзистор переходит в режим отсечки. Рабочая точка транзистора выбирается резистором Р_э таким образом, что с зарядом С_к транзистор вновь откроется и процесс повторяется. Но если в обмотке, подключенной к электродам, и образуется цепь Т₀, то насыщение сердечника штатным током I_k достигнуть не удается и генерация прекращается.The prototype of the invention is a level gauge containing a generator with positive feedback based on a transistor, in the emitter and collector circuits of which are included the inductance windings (Borisov AM and other Handbooks of amateur radio designer. Radio communication, 1983, pp. 304-306) . This sensor is a threshold type sensor in which a blocking generator with inductive positive feedback controls the increase in the base current to saturate the ferromagnetic core. When saturated, the transformation stops, the base current and collector current break, i.e. the transistor goes into cutoff mode. The operating point of the transistor is selected by the resistor R _e so that with a charge of C _{to the} transistor will reopen and the process repeats. But if the circuit T _{0 is} formed in the winding connected to the electrodes, then saturation of the core with the standard current I _k cannot be achieved and the generation stops.

Недостатком этого датчика является сравнительно низкая точность и чувствительность. The disadvantage of this sensor is the relatively low accuracy and sensitivity.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка. The aim of the invention is to remedy this drawback.

Эта цель достигается тем, что в уровнемере, содержащем генератор с положительной обратной связью на основе транзистора, в эмиттерную и коллекторную цепи которого включены обмотки индуктивности, а также сердечник и третью оболочку, сердечник и третья обмотка объединены в один элемент, установленный на подвижном элементе датчика, а две другие обмотки индуктивно связаны между собой и выполнены без сердечников. This goal is achieved by the fact that in a level gauge containing a generator with positive feedback based on a transistor, in the emitter and collector circuits of which are included the inductance windings, as well as the core and the third shell, the core and the third winding are combined into one element mounted on the movable element of the sensor , and the other two windings are inductively interconnected and made without cores.

Схема датчика преобразователя показана на чертеже и представляет собой высокочастотный (ВЧ) генератор пилообразного тока с положительной обратной связью. The transducer sensor circuit is shown in the drawing and is a high-frequency (HF) sawtooth current generator with positive feedback.

Обмотки L₁ и L₂ индуктивно связаны между собой. Относительно обмотки L₂ с возможностью перемещения установлена обмотка L₃. Все обмотки используются без сердечников.Windings L ₁ and L _{2 are} inductively coupled to each other. Regarding the winding L ₂ with the possibility of movement installed winding L ₃ . All windings are coreless.

Цепочка С_эД₁ предназначена для запуска генератора, т.е. для изначального отпирания транзистора.The chain C _e D _{1 is} designed to start the generator, i.e. for the initial unlocking of the transistor.

В зависимости от вида транзистора (вид перехода) меняется полярность включения диода. Depending on the type of transistor (type of transition), the polarity of the diode is changed.

Принцип действия преобразователя поясняется следующим образом. The principle of operation of the Converter is illustrated as follows.

Нетрудно заметить, что генератор (без выходного каскада с обмоткой L₃) построен по схеме усилительного каскада. При запуске генератора с помощью цепочки С_эД₁ на входе, т.е. на обмотке L₁ возникает начальное напряжение, которое усиливается транзисторным каскадом. На выходе, т.е. на обмотке L₂ возникает повышенное (усиленное) напряжение, которое вследствие индуктивной связи возникает на обмотке L₁. Уже повышенное напряжение на обмотке L₁ вновь усиливается и поступает на обмотку L₂, а с нее вновь на обмотку L₁. Таким образом происходит процесс лавинообразного нарастания напряжения. Это т процесс происходит только при наличии индуктивной связи обмотки L₂ с обмоткой L₃, которая в данном случае играет роль сердечника.It is easy to see that the generator (without an output stage with L ₃ winding) is built according to the scheme of the amplification stage. When starting the generator using the chain C _e D ₁ at the input, i.e. on the winding L ₁ there is an initial voltage, which is amplified by a transistor stage. At the output, i.e. on the winding L ₂ there is an increased (amplified) voltage, which due to inductive coupling occurs on the winding L ₁ . The already increased voltage on the winding L _{1 is} again amplified and fed to the winding L ₂ , and from it again to the winding L ₁ . Thus, the process of an avalanche-like increase in tension occurs. This process occurs only if there is an inductive coupling between the winding L ₂ and the winding L ₃ , which in this case plays the role of a core.

Предельная величина напряжения, возбуждаемого на катушке L₂ (предел насыщения) зависит от параметров схемы, величины И питания и расстояния между обмотками L₂ и L₃. Таким образом в собранной схеме это расстояние является единственной переменной величиной, т.е. величина сигнала на обмотке L₂ зависит от удаления или приближения к ней обмотки L₃, на которой этот сигнал возбуждается и через выпрямительный каскад поступает на индикатор в виде постоянного напряжения.The limit value of the voltage excited on the coil L ₂ (saturation limit) depends on the parameters of the circuit, the magnitude AND of the power supply and the distance between the windings L ₂ and L ₃ . Thus, in the assembled circuit, this distance is the only variable, i.e. the magnitude of the signal on the winding L ₂ depends on the removal or proximity to it of the winding L ₃ , on which this signal is excited and through the rectifier cascade enters the indicator in the form of a constant voltage.

Следовательно, установив обмотку L₃ на подвижном элементе датчика, можно измерять величину перемещения, которое зависит от величины измеряемого параметра.Therefore, by installing the winding L ₃ on the movable element of the sensor, it is possible to measure the amount of displacement, which depends on the size of the measured parameter.

Поскольку схема построена на ВЧ-генераторе, то неизбежно возникновение частоты. Так как генератор высокочастотный, влияние частотной составляющей будет настолько ничтожным, что на показании выходного прибора это влияние никак не оказывается. Эксперименты показывают линейный характер зависимости выходного сигнала от перемещения (расстояния между обмотками L₂ и L₃).Since the circuit is built on an RF generator, the appearance of a frequency is inevitable. Since the generator is high-frequency, the influence of the frequency component will be so negligible that this effect does not appear in any way on the readout of the output device. The experiments show the linear nature of the dependence of the output signal on displacement (the distance between the windings L ₂ and L ₃ ).

За счет мультипликативного эффекта расширения изменения выходного сигнала по отношению к изменению расстояния (к перемещению), т.е. к величине измеряемого параметра существенно повышается точность и чувствительность прибора. Due to the multiplicative effect of the expansion of the change in the output signal with respect to the change in distance (to movement), i.e. to the value of the measured parameter significantly increases the accuracy and sensitivity of the device.

Claims

A level gauge comprising a sensor, a transistor-based generator with positive feedback, in the emitter and collector circuits of which are respectively connected the first and second inductive coils, a third inductive coil inductively coupled to the first and second, and an indicator, characterized in that the generator made high-frequency, and the sensor is equipped with a movable element on which a third inductive coil is mounted, connected to the indicator.