RU2262668C2 - Device for measuring level of dielectric matter - Google Patents
Device for measuring level of dielectric matter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262668C2 RU2262668C2 RU2003129115/28A RU2003129115A RU2262668C2 RU 2262668 C2 RU2262668 C2 RU 2262668C2 RU 2003129115/28 A RU2003129115/28 A RU 2003129115/28A RU 2003129115 A RU2003129115 A RU 2003129115A RU 2262668 C2 RU2262668 C2 RU 2262668C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- calculator
- control unit
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники.The invention relates to electrical engineering, and specifically to measuring the electrical parameters of two-terminal devices used as sensors for physical processes (temperature, pressure, level of liquid and granular media, etc.) at industrial facilities, vehicles, as well as in systems for measuring the level of refueling space technology.
В качестве аналога выбрано устройство "Многоточечный сигнализатор уровня (его варианты)", описанный в патенте РФ №2025666, кл. G 01 F 23/26, включает группу измерительных емкостных датчиков, генератор переменного напряжения, два коммутатора, два преобразователя ток-напряжение, вычитающее устройство, синхронный детектор, компаратор, два триггера, дифференциатор, тактовый генератор, схему совпадения, счетчик импульсов, сумматор и цифровой индикатор. Причем каждый измерительный датчик выполнен в виде двух плоскопараллельных конденсаторов с неодинаковыми площадями электродов, которые располагаются горизонтально и симметрично относительно средних линий датчиков. Кроме того, вместо компараторов тока трансформаторного типа использовано вычитающее устройство, которое может быть построено на интегральной микросхеме.As an analog, the device "Multipoint level switch (its variants)", described in the patent of the Russian Federation No. 2025666, class. G 01 F 23/26, includes a group of capacitive measuring sensors, an alternating voltage generator, two switches, two current-voltage converters, a subtractor, a synchronous detector, a comparator, two triggers, a differentiator, a clock, a matching circuit, a pulse counter, an adder and digital indicator. Moreover, each measuring sensor is made in the form of two plane-parallel capacitors with unequal areas of the electrodes, which are located horizontally and symmetrically with respect to the middle lines of the sensors. In addition, instead of transformer-type current comparators, a subtractor device was used, which can be built on an integrated circuit.
Другим аналогом является устройство, описанное в книге "Емкостные самокомпенсированные уровнемеры", авторов К.Б.Карандеева, Ф.Б.Гриневича, А.И.Новика, Москва, издательство "Энергия", 1966, с.28. Описанный здесь уровнемер является автоматическим уравновешивающим мостом с тесной индуктивной связью. В плечи моста включены емкостной датчик уровня и компенсационные конденсаторы, величины которых выбираются оператором при настройке устройства на конкретный емкостной датчик уровня и диэлектрическое вещество. Сложение токов от конденсаторов и емкостного датчика осуществляются на суммирующем измерительном трансформаторе с тесной индуктивной связью. Условием равновесия измерительной схемы с тесной индуктивной связью является достижение минимума суммы токов (в идеальном случае равенство нулю), протекающих через емкостной датчик и компенсационные конденсаторы. При этом отношение числа витков тесно связанных индуктивных плеч определяет относительное заполнение (уровень) емкостного датчика уровня диэлектрическим веществом.Another analogue is the device described in the book "Capacitive self-compensated level gauges", authors K. B. Karandeyev, F. B. Grinevich, A. I. Novik, Moscow, publishing house "Energy", 1966, p. 28. The level gauge described here is an automatic balancing bridge with close inductive coupling. A capacitive level sensor and compensation capacitors are included in the shoulders of the bridge, the values of which are selected by the operator when setting up the device for a specific capacitive level sensor and dielectric substance. The addition of currents from capacitors and a capacitive sensor is carried out on a summing measuring transformer with close inductive coupling. The equilibrium condition of the measuring circuit with close inductive coupling is to achieve a minimum of the sum of currents (ideally equal to zero) flowing through the capacitive sensor and compensation capacitors. In this case, the ratio of the number of turns of closely connected inductive arms determines the relative filling (level) of the capacitive level sensor with a dielectric substance.
Однако специфика эксплуатации изделий ракетно-космической техники для проведения измерения параметров двухполюсников выставляет свои требования, способствующие поиску новых технических решений в области измерений. Обозначим наиболее характерные из них:However, the specifics of the operation of rocket and space technology products for measuring the parameters of bipolar sets its own requirements, contributing to the search for new technical solutions in the field of measurements. Denote the most characteristic of them:
- удаленность до 500 метров емкостного датчика уровня от средства измерения. Примером тому может служить процесс определения параметров комплексного сопротивления емкостного датчика контроля уровня заправки, вмонтированного в бак ракеты, которая находится в испытательном корпусе или на стартовом комплексе во время ее заправки компонентами топлива;- remoteness up to 500 meters of a capacitive level sensor from a measuring instrument. An example of this is the process of determining the parameters of the complex resistance of a capacitive refueling level sensor mounted in a rocket tank, which is located in the test building or on the launch complex during refueling with fuel components;
- высокая точность измерения параметров удаленного двухполюсника, коим является емкостной датчик уровня. Очевидно, что точность измерения напрямую связана с объемом гарантийных запасов топлива на борту ракеты. Чем выше точность измерения, тем меньше потребные гарантийные запасы топлива, тем выше эффективность ракеты, позволяющей вывести большую полезную нагрузку;- high accuracy in measuring the parameters of a remote two-terminal device, which is a capacitive level sensor. Obviously, the accuracy of the measurement is directly related to the volume of guaranteed fuel reserves on board the rocket. The higher the accuracy of the measurement, the lower the required guaranteed fuel reserves, the higher the efficiency of the rocket, allowing to bring a large payload;
- требование высокой технологичности подготовки ракеты, исключающее процедуру предварительной настройки средства измерения человеком-оператором, а также позволяющую работу одного средства измерения с несколькими емкостными датчиками уровня ракеты поочередно;- the requirement of high adaptability of rocket preparation, excluding the procedure for pre-setting the measuring instrument by a human operator, as well as allowing the operation of one measuring instrument with several capacitive rocket level sensors in turn;
- высокое быстродействие измерения уровня диэлектрического вещества, позволяющее расширить функциональные возможности устройства и использовать его аналогичным образом в уровнемере бортовой терминальной системы автоматического управления, которой является система управления расходом топлива ракеты.- high speed measurement of the level of the dielectric substance, which allows to expand the functionality of the device and use it in a similar way in the level gauge of the on-board terminal automatic control system, which is the rocket fuel consumption control system.
К недостаткам аналогов можно отнести: пониженную точность определения параметров удаленного на некоторое расстояние емкостного датчика уровня; низкое быстродействие в ряде случаев его использования, например в устройствах сигнализации прохождения уровнем неэлектропроводной жидкости заданных высот бака; недостаточно высокую технологичность подготовки ракеты, в связи с необходимостью предварительной настройки аппаратуры оператором, невозможностью работы одного средства измерения с несколькими емкостными датчиками уровня поочередно.The disadvantages of analogues include: reduced accuracy in determining the parameters of a capacitive level sensor remote to a certain distance; low performance in some cases of its use, for example, in devices for signaling the level of a non-conductive liquid to pass a given tank height; insufficiently high adaptability of rocket preparation, due to the need for preliminary adjustment of the equipment by the operator, the inability to operate one measuring instrument with several capacitive level sensors in turn.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству является устройство, описанное в статье авторов Ю.Р.Агамалова, Д.А.Бобылева, В.Ю.Кнеллера "Измеритель-анализатор параметров комплексных сопротивлений на основе персональной ЭВМ" в журнале "Измерительная техника" 1996, №6, выбранное в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved positive effect to the claimed device is the device described in the article by Yu.R. Agamalov, D.A. Bobylev, V.Yu. Kneller "Measuring instrument-analyzer of complex resistance parameters based on personal computer" in the journal "Measuring equipment" 1996, No. 6, selected as a prototype.
Устройство для определения параметров двухполюсника, содержащее первый и второй измерительные входы, генератор синусоидального напряжения, блок задания схемы замещения, эталон, первый вывод которого подключен к первому входу блока переключения, преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель и аналого-цифровой преобразователь.A device for determining the parameters of a two-terminal device, containing the first and second measuring inputs, a sinusoidal voltage generator, an equivalent circuit setting unit, a standard, the first output of which is connected to the first input of the switching unit, a current-voltage converter, a scale amplifier, and an analog-to-digital converter.
В прототипе использована схема косвенного измерения параметров при формировании напряжения синусоидального воздействия на объект измерения, нашедшая применение благодаря инвариантности по отношению к характеру объекта измерения и его схеме замещения. В прототипе измеряются два комплексных тока, которые преобразуются в пропорциональные напряжения, напряжение на объекте измерения и на резистивной мере-эталоне. Чтобы получить измерительную информацию, необходимую при вычислении комплексного сопротивления или проводимости, циклически по сигналам с персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ) производится подключение измерительной цепи сначала к объекту измерения, а затем к резистивной мере с соответствующими переключениями фазы опорного напряжения с дискретностью 
При использовании прототипа для определения уровня диэлектрического вещества с помощью емкостного датчика уровня, удаленного на достаточно большое расстояние (до 500 метров) от средства измерения, получается результат с повышенной степенью погрешности. Низкая технологичность и недостаточная точность и эффективность измерения прототипа обусловлена следующим:When using the prototype to determine the level of the dielectric substance using a capacitive level sensor remote at a sufficiently large distance (up to 500 meters) from the measuring instrument, a result with an increased degree of error is obtained. Low manufacturability and lack of accuracy and efficiency of the measurement of the prototype due to the following:
- устройство-прототип не обладает инвариантностью по отношению к длинной линии связи между средством измерения и емкостным датчиком уровня, т.е. не исключает влияния длинной линии связи на результат измерения уровня диэлектрического вещества;- the prototype device does not have invariance with respect to the long communication line between the measuring means and the capacitive level sensor, i.e. does not exclude the influence of a long communication line on the result of measuring the level of dielectric substance;
- прототип измеряет комплексный ток через емкостной датчик уровня, который не учитывает значения параметров диэлектрического вещества (диэлектрические проницаемости вещества и газовой среды над веществом, включая их температуру, изменение геометрических размеров емкостного датчика уровня из-за воздействия на него криогенной температуры). Исходя из этого перед технологическим процессом заправки требуется предварительная настройка средства измерения на заданные параметры определения уровня заправки для каждого датчика уровня индивидуально;- the prototype measures the complex current through a capacitive level sensor, which does not take into account the values of the parameters of the dielectric substance (permittivity of the substance and the gaseous medium above the substance, including their temperature, change in the geometric dimensions of the capacitive level sensor due to exposure to cryogenic temperature). Based on this, before the refueling process, a preliminary adjustment of the measuring instrument to the specified parameters for determining the level of refueling for each level sensor is required;
- прототип может работать только с одним емкостным датчиком уровня, что характеризует его недостаточную эффективность при наличии большого числа датчиков. Кроме того, прототип имеет четырехпроводную схему подключения измеряемого двухполюсника-датчика к средству измерения, что неприемлемо в ракетной технике из-за увеличения бортовых весов.- the prototype can only work with one capacitive level sensor, which characterizes its lack of effectiveness in the presence of a large number of sensors. In addition, the prototype has a four-wire circuit for connecting the measured two-terminal sensor to the measuring means, which is unacceptable in rocketry due to the increase in side weights.
Таким образом, недостатками прототипа являются:Thus, the disadvantages of the prototype are:
- низкая точность измерения уровня диэлектрического вещества на достаточно удаленном от средства измерения емкостном датчике уровня;- low accuracy of measuring the level of dielectric substance at a sufficiently remote capacitive level sensor;
- низкая технологичность определения уровня, связанная с предварительной настройкой средства измерения на заданные параметры заправки;- low adaptability to determine the level associated with pre-setting the measuring instrument to the specified parameters of the filling;
- недостаточная эффективность, связанная с работой прототипа только с одним емкостным датчиком и увеличенные бортовые веса, связанные с четырехпроводной схемой подключения емкостного датчика уровня.- insufficient efficiency associated with the operation of the prototype with only one capacitive sensor and increased side weights associated with a four-wire circuit for connecting a capacitive level sensor.
Задачей устройства измерения уровня диэлектрического вещества является повышение точности его измерения, заключающееся в исключении влияния длинной линии связи на результат измерения, а также повышении технологичности и эффективности измерения уровня, заключающейся в полной автоматизации процесса измерения уровня и работы устройства с несколькими емкостными датчиками уровня.The objective of a device for measuring the level of a dielectric substance is to increase the accuracy of its measurement, which consists in eliminating the influence of a long communication line on the measurement result, as well as improving the manufacturability and efficiency of level measurement, which consists in the complete automation of the level measurement process and the operation of the device with several capacitive level sensors.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для измерения уровня диэлектрического вещества, содержащем первый и второй измерительные входы, генератор синусоидального напряжения, блок задания схемы замещения, эталон, первый вывод которого подключен к первому входу блока переключения, преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, в отличие от прототипа блок переключения выполнен многоканальным, первый измерительный вход подключен к второму выводу эталона и выходу генератора синусоидального напряжения, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления по частоте, а измерительные входы с второго по (n+1)-й подключены к соответствующим входам блока переключения, выход которого через последовательно соединенные преобразователь ток-напряжение, масштабный усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключен к первым выходам вычислителя электрической емкости и вычислителя активного сопротивления, а также к первому входу блока управления измерением, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока переключения, масштабного усилителя и аналого-цифрового преобразователя, а также к первому входу блока управления по частоте и к вторым входам вычислителя электрической емкости и вычислителя активного сопротивления, а управляющий вывод блока управления измерением подключен к управляющему выводу блока управления режимами, выходы которого подключены соответственно к второму входу блока управления по частоте, к входу блока задания схемы замещения, к первому входу вычислителя полного приращения электрической емкости, к первому входу вычислителя уровня, к первому входу вычислителя текущего приращения электрической емкости и к входу блока управления переключением, выход которого подключен к второму управляющему входу блока переключения, причем выход вычислителя электрической емкости подключен к второму входу вычислителя текущего приращения электрической емкости и к второму входу вычислителя полного приращения электрической емкости, выход которого подключен к второму входу вычислителя уровня, а третий и четвертый входы вычислителя электрической емкости и вычислителя активного сопротивления подключены соответственно к выходу блока задания схемы замещения и к второму выходу блока управления по частоте, причем выход вычислителя текущего приращения электрической емкости подключен к третьему входу вычислителя уровня, выход которого, а также выходы вычислителя активного сопротивления и блока управления переключением являются выходами устройства.The solution to this problem is achieved by the fact that in the device for measuring the level of the dielectric substance containing the first and second measuring inputs, a sinusoidal voltage generator, an equivalent circuit setting unit, a standard, the first output of which is connected to the first input of the switching unit, a current-voltage converter, a scale amplifier and an analog-to-digital converter, unlike the prototype, the switching unit is multi-channel, the first measuring input is connected to the second output of the standard and the output of the generator a sinusoidal voltage, the control input of which is connected to the first output of the control unit in frequency, and the measuring inputs from the second to (n + 1) -th are connected to the corresponding inputs of the switching unit, the output of which is through a series-connected current-voltage converter, a scale amplifier, and analog the digital converter is connected to the first outputs of the electric capacitance calculator and the active resistance calculator, as well as to the first input of the measurement control unit, the outputs of which are connected respectively to the control inputs of the switching unit, a large-scale amplifier, and an analog-to-digital converter, as well as to the first input of the frequency control unit and to the second inputs of the electric capacitance calculator and active resistance calculator, and the control output of the measurement control unit is connected to the control output of the mode control unit, the outputs of which are connected respectively to the second input of the control unit in frequency, to the input of the unit for setting the equivalent circuit, to the first input of the calculator of the full increment of electric capacitance, to the first input of the level calculator, to the first input of the calculator of the current increment of the electric capacitance and to the input of the switching control unit, the output of which is connected to the second control input of the switching unit, the output of the calculator of the electric capacitance connected to the second input of the calculator of the current increment of the electric capacitance and to the second input of the calculator of the full increment of the electric capacitance, the output of which is connected to the second input of the level calculator, and the third and fourth inputs of the calculator the capacitance and the active resistance calculator are connected respectively to the output of the equivalent circuit assignment unit and to the second output of the frequency control unit, and the output of the current capacity increment calculator is connected to the third input of the level calculator, the output of which, as well as the outputs of the active resistance calculator and the switching control unit are the outputs of the device.
Признаки, характеризующие подключение емкостных датчиков уровня через измерительные входы, с одной стороны, через блок переключения к входу преобразователя ток-напряжение, с другой стороны, к выходу генератора синусоидального напряжения, обеспечивают исключение влияния большой паразитной емкости кабельной линии связи на точность измерения его параметров. Это объясняется тем, что преобразователь ток-напряжение, имеющий нулевое входное сопротивление, шунтирует со своей стороны паразитную емкость кабельной линии связи и она не оказывает влияния на процесс определения параметров. С другой стороны, генератор синусоидального напряжения имеет очень малое выходное сопротивление и паразитная емкость линии связи также не оказывает влияния на ток через рабочую емкость датчика уровня. Указанные отличительные от прототипа признаки придают устройству новое качество, позволяющее проводить измерения параметров емкостного датчика уровня, удаленного от средства измерения через линию связи.Signs characterizing the connection of capacitive level sensors through the measuring inputs, on the one hand, through the switching unit to the input of the current-voltage converter, and on the other hand, to the output of the sinusoidal voltage generator, ensure that the influence of the large stray capacitance of the cable communication line on the accuracy of measuring its parameters. This is because a current-voltage converter having a zero input resistance shunts the parasitic capacitance of the cable communication line and it does not affect the process of determining the parameters. On the other hand, the sinusoidal voltage generator has a very small output impedance and the parasitic capacitance of the communication line also does not affect the current through the working capacitance of the level sensor. These distinctive features from the prototype give the device a new quality that allows you to measure the parameters of a capacitive level sensor remote from the measuring instrument through a communication line.
Совокупность признаков, характеризующих соединение блока управления по частоте с генератором синусоидального напряжения и с вычислителем электрической емкости датчика, а также соединение последнего блока через коммутатор режимов с вычислителем полного приращения электрической емкости датчика уровня, полностью погруженного в диэлектрическое вещество, обеспечивает автоматизацию процесса настройки средств измерения и достижение повышения технологичности.The combination of features characterizing the connection of the frequency control unit with the sinusoidal voltage generator and the transmitter of the electric capacitance of the sensor, as well as the connection of the last block through the mode switch with the calculator of the full increment of the electric capacitance of the level sensor, completely immersed in the dielectric substance, provides automation of the setup process achievement of technological improvement.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства измерения уровня диэлектрического вещества.Figure 1 presents a functional diagram of a device for measuring the level of dielectric substance.
На фиг.2 представлен алгоритм измерения уровня диэлектрического вещества.Figure 2 presents the algorithm for measuring the level of dielectric substance.
На фиг.3 представлен алгоритм измерения комплексных токов через емкостной датчик уровня и эталон.Figure 3 presents the algorithm for measuring complex currents through a capacitive level sensor and a reference.
На фиг.4 представлен алгоритм вычисления параметров емкостного датчика уровня С и R.Figure 4 presents the algorithm for calculating the parameters of the capacitive level sensor C and R.
На фиг.5 представлен алгоритм извлечения квадратного корня из числа.Figure 5 presents the algorithm for extracting the square root of a number.
На фиг.6 представлен алгоритм численной процедуры извлечения квадратного корня из числа X.Figure 6 presents the algorithm of the numerical procedure for extracting the square root of the number X.
Представленная на фиг.1 функциональная схема устройства для определения параметров двухполюсника содержит n емкостных датчиков уровня 1, генератор 2 синусоидального напряжения, соединенный с эталоном 3, выход которого через последовательно соединенные блок 4 переключения, преобразователь 5 ток-напряжение, масштабный 6 усилитель и аналого-цифровой 7 преобразователь подключен к входам блока 8 управления измерением и вычислителям электрической емкости датчика 9 и его активного сопротивления 10 соответственно. Емкостные датчики уровня через измерительные входы 18, 19-1, ..., 19-n подключены к блоку 4 переключения, а выходы блока управления измерением подключены к управляющим входам ключа, масштабного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, вычислителям электрической емкости и активного сопротивления датчика и к входу блока 11 управления по частоте, выходы которого подключены к управляющему входу генератора синусоидального напряжения и к вычислителям электрической емкости и активного сопротивления датчика, блок 12 задания схемы замещения подключен также к вычислителям 9, 10 электрической емкости и активного сопротивления, блок 13 управления режимами соединен с блоком 11 управления по частоте, с вычислителем 14 полного приращения электрической емкости, вычислителем 15 текущего приращения электрической емкости, вычислителем 16 уровня и блоком 17 управления переключением, а вычислитель 9 электрической емкости датчика через вычислитель 15 текущего приращения электрической емкости подключен к вычислителю 16 уровня, а выходы вычислителя 10 активного сопротивления, вычислителя 16 уровня и блока 17 управления переключением каналов являются выходами устройства. Причем n емкостных датчиков уровня подключены к измерительным 18 и 19-1, ..., 19-n входам через экранированную кабельную линию 20 связи. Экраны линии связи у измерительных входов соединены и подключены к земляной клемме генератора синусоидального напряжения.The functional diagram of the device for determining the parameters of a two-terminal device shown in Fig. 1 contains n
Работу устройства рассмотрим на примере измерения уровня диэлектрического вещества, в качестве которого использован, например, керосин и кислород, в баках многоступенчатой ракеты. Емкостные датчики уровня, подключенные с помощью линии 20 связи, удалены от устройства на расстояние 500 метров. Электрическая емкость сухого датчика уровня пусть составляет 500 пФ, а паразитная электрическая емкость жила-экран кабельной линии связи, в качестве которой может быть использован, например, кабель РК 75, может составлять порядка 30000 пФ. Электрическая схема замещения емкостного датчика уровня соответствует параллельно соединенным электрической емкости Ср и активному сопротивлению R. Активная составляющая полного сопротивления емкостного датчика уровня определяется состоянием сопротивления изоляции кабельной линии связи, сортностью керосина и влажностью газовой подушки топливного бака. Значение активной составляющей может находиться в пределах от 200 кОм до 20 МОм. Поэтому учет этой составляющей при определении комплексного сопротивления емкостного датчика уровня имеет принципиальное значение для точности измерения уровня заправки.We will consider the operation of the device using an example of measuring the level of a dielectric substance, for example, kerosene and oxygen, in tanks of a multi-stage rocket. Capacitive level sensors connected via communication line 20 are 500 meters away from the device. Let the electrical capacitance of the dry level sensor be 500 pF, and the parasitic electric capacitance of the core-screen of the cable communication line, which can be used, for example, cable RK 75, can be about 30,000 pF. The equivalent circuit of the capacitive level sensor corresponds to a parallel connected electric capacitance C p and active resistance R. The active component of the total resistance of the capacitive level sensor is determined by the insulation resistance of the cable line, the grade of kerosene and the humidity of the gas tank cushion. The value of the active component can range from 200 kΩ to 20 MΩ. Therefore, taking this component into account when determining the complex resistance of a capacitive level sensor is of fundamental importance for the accuracy of filling level measurement.
Признаки, характеризующие подключение емкостных 1-1, ..., 1-n датчиков уровня через измерительные входы блока 4 переключения к входу преобразователя 5 ток-напряжение и к выходу генератора 2 синусоидального напряжения, обеспечивают исключение влияния большой паразитной емкости кабельной линии связи на точность определения его параметров. Это объясняется тем, что преобразователь 5 ток-напряжение, имеющий нулевое входное сопротивление, шунтирует со своей стороны паразитную емкость кабельной линии связи и она не оказывает влияние на процесс определения параметров. С другой стороны, генератор синусоидального напряжения имеет близкое к нулю выходное сопротивление и паразитная емкость линии связи также не оказывает влияния на ток через рабочую емкость Ср датчика уровня. Указанные отличительные от прототипа признаки позволяют проводить измерения параметров удаленных от измерительных входов устройства емкостных двухполюсников.The signs characterizing the connection of capacitive 1-1, ..., 1-n level sensors through the measuring inputs of the
Представленный на фиг.2 алгоритм измерения уровня диэлектрического вещества обеспечивает пояснение работы устройства согласно фиг.1. Блоки, выделенные пунктиром и включающие ту или иную функцию алгоритма, указывают на принадлежность этой функции в охватываемом блоке.Presented in figure 2, the algorithm for measuring the level of dielectric substance provides an explanation of the operation of the device according to figure 1. Blocks marked with a dotted line and including one or another function of the algorithm indicate that this function belongs to the covered block.
Согласно алгоритму фиг.2 работа устройства состоит из двух режимов:According to the algorithm of figure 2, the operation of the device consists of two modes:
- режим настройки устройства, который заключается в измерении через кабельную линию связи комплексных токов через каждый датчик и эталон с последующим вычислением с использованием измеренных значений комплексных токов реальной электрической емкости каждого сухого (незаполненного диэлектрическим веществом) емкостного датчика уровня. Затем вычисляется полное приращение электрической емкости полностью погруженного в диэлектрическое вещество каждого датчика. При вычислении указанного расчетного значения электрической емкости используется вычисленное значение электрической емкости сухого датчика и заданные значения диэлектрической проницаемости окислителя, горючего и газовой подушки. Причем все измеренные и расчетные значения величин сохраняются в памяти функциональных блоков устройства;- device setup mode, which consists in measuring the complex currents through each sensor and standard through a cable communication line, followed by calculating, using the measured values of the complex currents, the real electric capacitance of each dry (unfilled with a dielectric substance) capacitive level sensor. Then, the total increment of the electric capacitance of each sensor completely immersed in the dielectric substance is then calculated. When calculating the specified calculated value of the electric capacity, the calculated value of the electric capacity of the dry sensor and the specified values of the dielectric constant of the oxidizer, fuel and gas pad are used. Moreover, all measured and calculated values of the values are stored in the memory of the functional blocks of the device;
- режим измерения уровня, который заключается в измерении через кабельную линию связи комплексных токов через каждый датчик и эталон с последующим вычислением с использованием измеренных значений комплексных токов реальной, текущей электрической емкости каждого заполняемого диэлектрическим веществом емкостного датчика уровня. Затем вычисляется текущее приращение электрической емкости каждого заполняемого датчика, после чего вычисляется относительное заполнение каждого емкостного датчика (вычисляется уровень).- a level measurement mode, which consists in measuring complex currents through a cable communication line through each sensor and a standard, followed by calculation using the measured values of the complex currents of the real, current electrical capacitance of each capacitive level sensor filled with a dielectric substance. Then, the current increment of the electric capacitance of each filled sensor is calculated, after which the relative filling of each capacitive sensor is calculated (the level is calculated).
Блок 13 управления режимами устанавливает режим настройки устройства.The
В этом случае:In this case:
- в блок 8 управления измерением выдается число необходимых измерений, в данном случае 2 для каждого датчика, так как емкостной датчик уровня является двухэлементным двухполюсником. Полученные в процессе измерения значения комплексных токов через каждый датчик и эталон будут использованы в дальнейшем для вычисления реальной сухой электрической емкости каждого датчика в режиме настройки и для вычисления реальной текущей электрической емкости каждого датчика в режиме измерения уровня (при заполнении каждого датчика диэлектрическим веществом);- in the
- в блок 11 управления по частоте задаются значения частот ω1, ω2, на которых будут производиться измерения токов;- in the
- в вычислитель 14 полного приращения электрической емкости выдаются значения диэлектрических проницаемостей окислителя и горючего, а также диэлектрические проницаемости газовой среды, находящейся в газовой подушке. Эти параметры необходимы для получения расчетных значений полного приращения электрической емкости каждого емкостного датчика, полностью погруженного в соответствующее диэлектрическое вещество;- in the
- блок 12 выдачи схемы замещения выдает в вычислитель 9 электрической емкости и вычислитель 10 активного сопротивления соответственно расчетные зависимости следующего вида, которые в вышеназванных блоках фиксируются:- the
где ω1, ω2 - величины известные и задаются блоком 11 управления по частоте; Rэт - величина известная и задается блоком 12 задания схемы замещения; Iω1, Iω2 - значения токов, которые необходимо измерять, как в процессе настройки, так и в процессе измерения;where ω 1 , ω 2 are known values and are set by the
- в блок 17 управления переключением задается количество подключенных к устройству емкостных датчиков уровня, а также выдается сигнал, по которому блок 17 через блок 4 переключения управляет подключением к измерительной цепи преобразователя 5 ток-напряжение второго измерительного входа (первого емкостного датчика уровня).- in the switching
После того как блок 13 управления режимами осуществил приведение устройства в исходное состояние, необходимое для выполнения процесса его настройки, начинается процесс настройки.After the
В этом случае согласно фиг.2 блок 8 управления измерением осуществляет измерение и фиксирование тока через первый емкостной датчик уровня и эталон в соответствии с алгоритмом фиг.3. Блок 8 управления измерением, которому задано блоком 13 управления режимами число измерений (в данном случае 2), выставляет в блок 11 управления по частоте сигнал установки первой частоты, на которой должны быть проведены измерения токов через первый емкостной датчик уровня и эталон 3. Согласно фиг.3 блок 8 присваивает индексу текущей частоты измерения i значение 1 и выставляет в блок 11 управления по частоте соответствующий сигнал. После чего блок 11 управления по частоте выставляет и фиксирует в вычислителе 9 электрической емкости и в вычислителе 10 активного сопротивления значение первой частоты ωi, а на управляющий вход генератора 2 синусоидального напряжения сигнал, согласно которому последний на выходе формирует напряжение заданной первой частоты ωi. Генератор синусоидального напряжения может быть выполнен в данном случае на операционном усилителе, в обратную связь которого включен мост Вина. Изменение частоты может быть реализовано через управление параметрами времязадающей цепи генератора. Другим примером выполнения генератора может быть его выполнение на микросхеме ХС25200 Xilinx, которая запрограммирована на формирование многоступенчатого сигнала с последующей его подачей на низкочастотный фильтр. Напряжения заданной первой частоты Uωi поступает на измерительные входы устройства для питания подключенного емкостного датчика уровня и эталона. Далее блок 8 управления измерением устанавливает признак j положения ключа блока 4 переключения. Положений у ключа 2, а признаку j присваивается значение 1. Согласно этому признаку первый или текущий емкостной датчик уровня отключен от измерительной цепи, а вместо него к измерительной цепи подключен эталон 3. В качестве эталона может быть использован резистор сопротивлением Rэт. Через эталон протекает ток, по измеренному значению которого определяется выходное напряжение генератора 2 синусоидального напряжения согласно выражениюIn this case, according to Fig. 2, the
Значение тока измеряется следующим образом. Согласно фиг.1 ток через эталон с выхода блока 4 переключения поступает через преобразователь 5 ток-напряжение на вход масштабного 6 усилителя. Масштабный усилитель обеспечивает усиление напряжения в соответствии с масштабом, который ему задает блок 8 управления измерением. Процесс масштабирования усилителя 3 показан на фиг.3. С выхода масштабного усилителя напряжение поступает на вход аналого-цифрового 7 преобразователя интегрирующего типа. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выполнен в виде двухтактного интегратора. Выбор такого вида АЦП обусловлен, прежде всего, высокой линейностью характеристики, большой разрешающей способностью и хорошим подавлением высокочастотной помехи. АЦП работает в два такта, первый такт заряд интегратора, второй такт его разряд. В первый такт происходит интегрирование входного сигнала, являющегося периодической функцией, во втором такте происходит интегрирование сигнала от источника опорного напряжения. Разрешающая способность АЦП, определяющая разрешающую способность устройства в целом, пропорциональна времени второго такта (разряда интегратора), а также частоте заполняющих импульсов. Управление переключением тактов АЦП и подачу заполняющих импульсов осуществляет блок 8 управления измерением. Оцифрованное значение измеренного тока поступает в вычислитель 9 электрической емкости, в вычислитель 10 активного сопротивления для дальнейшего его использования в вычислениях согласно выражениям (1) и (2) и в блок 8 управления измерением для управления масштабом усиления. Управление масштабом усиления направлено на повышение точности работы АЦП. Масштабирование построено таким образом, что цифровое значение снимаемого с АПЦ сигнала не должно превышать половины емкости АЦП. Исходя из этого, для примера реализации изобретения предложен алгоритм, представленный на фиг.2. Согласно этому алгоритму анализируется число α, которое равно отношению значения полной емкости АЦП к цифровому значению измеренного тока. Исходя из вычисленного значения числа α, выбирается один из четырех масштабов (8; 4; 2; 1). После того как определен масштаб усиления измеряемого тока, в вычислителе 9 электрической емкости и в вычислителе 10 активного сопротивления производится фиксирование его значения с масштабом измерения, предназначенное для дальнейших операций по определению параметров емкостного датчика уровня. Далее согласно фиг.3 если j не равно 2, то его значение в блоке 8 управления измерением увеличивается на единицу и там же формируется управляющий сигнал на переключение ключа блока 4 переключения во второе положение. Это соответствует тому, что эталон отключается и подключается к измерительной цепи емкостной датчик уровня. Через емкостной датчик уровня протекает ток, значение которого определяется выражениемThe current value is measured as follows. According to figure 1, the current through the standard from the output of the
Далее процедура измерения тока через двухполюсник определяется действиями, описанными при измерении тока через эталон. После того как измеренное значение тока через емкостной датчик уровня будет зафиксировано в вычислителе 9 электрической емкости и вычислителе 10 активного сопротивления, алгоритм согласно фиг.3 перейдет к анализу условия, в котором j равно 2. Так как ключ блока 4 переключения находится во втором положении, то условие будет выполнено и алгоритм перейден к анализу следующего условия, в котором будет осуществлен анализ текущей частоты измерения. Так как измерение производилось на первой частоте, то условие не будет выполнено, и алгоритм перейдет к выполнению действия по установке второй частоты ωi. В результате будет выполнено действие i:=i+1 и блок 8 управления измерением выставит сигнал об установке второй частоты ωi. По этому сигналу блок 11 управления по частоте формирует сигнал в генератор 2 синусоидального напряжения для того, чтобы установить вторую частоту, предназначенную для питания емкостного датчика уровня или эталона. Одновременно блок 11 управления по частоте выставляет и фиксирует в вычислителе 9 электрической емкости и в вычислителе 10 активного сопротивления значение второй частоты, которая в дальнейшем используется для расчета параметров двухполюсника. После этого блок 8 управления измерением инициирует измерение. Процедура измерения токов на второй частоте повторяется согласно вышеописанному.Further, the procedure for measuring current through a two-terminal network is determined by the steps described when measuring current through a standard. After the measured value of the current through the capacitive level sensor is recorded in the
После того как число измерений i будет равно 2, то условие последнего блока алгоритма согласно фиг.3 будет выполнено и алгоритм закончит свою работу. Это будет соответствовать завершению процедуры измерения тока через первый емкостной датчик уровня. Затем согласно алгоритму фиг.2 алгоритм осуществляет вычисление в блоках 9 и 10 значений электрической емкости и активного сопротивления первого емкостного датчика уровня. Результаты вычисления значения электрической емкости из блока 9 поступают в блок 14 вычисления полного приращения электрической емкости и в блок 15 вычисления текущего приращения электрической емкости, в которых фиксируются по команде из блока 13 управления режимами в ячейках памяти соответствующих номеру подключенного измерительного входа. Вычисленное значение активного сопротивления с выхода блока 10 поступает на выход R устройства. Значение активного сопротивления характеризует состояние наземной и бортовой кабельной сетей и анализируется сопрягаемой с устройством аппаратурой на соответствие требуемых эксплуатационных характеристик.After the number of measurements i is equal to 2, then the condition of the last block of the algorithm according to figure 3 will be satisfied and the algorithm will finish its work. This will correspond to the completion of the current measurement procedure through the first capacitive level sensor. Then, according to the algorithm of FIG. 2, the algorithm calculates in
По управляющему сигналу блока 13 управления режимами в вычислителе 14 полного приращения электрической емкости осуществляется вычисление полного приращения электрической емкости емкостного датчика уровня полностью погруженного в диэлектрическое вещество по следующей зависимости:The control signal of the
где Ссух - электрическая емкость сухого емкостного датчика уровня, вычисленная по зависимости (1);where C dry is the electric capacitance of a dry capacitive level sensor, calculated according to dependence (1);
εж - диэлектрическая проницаемость диэлектрического вещества;ε W - dielectric constant of the dielectric substance;
εг - диэлектрическая проницаемость газовой подушки, расположенной в баке ракеты над диэлектрическим веществом.ε g - the dielectric constant of the gas cushion located in the tank of the rocket above the dielectric substance.
Результаты вычисления полного приращения электрической емкости фиксируются в вычислителе 16 уровня в ячейке памяти, соответствующей номеру измеряемого входа (номеру емкостного датчика уровня).The results of calculating the total increment of the electric capacitance are recorded in the
Затем алгоритм переходит к анализу условия i=n. Условие не будет выполнено, так как был подключен второй измерительный вход (первый емкостной датчик уровня). Поэтому алгоритм перейдет к выполнению действия i=i+1 в блоке 17 управления переключением, который через блок 4 переключения отключит второй измерительный вход и подключит третий измерительный вход. Признаки, характеризующие подключение выхода блока управления режимами к входу блока управления переключением, выход которого подключен к второму управляющему входу блока переключения, обеспечивают последовательное подключение измерительных входов устройства к измерительной цепи преобразователя ток-напряжение, тем самым обеспечивают повышение эффективности устройства, последовательно подключая к устройству совокупность емкостных датчиков уровня. Дальнейшая работа устройства будет соответствовать вышеописанным действиям до тех пор, пока не будет выполнено условие i=n, т.е. пока не будут вычислены значения электрических емкостей сухих датчиков уровня и вычислены значения электрических емкостей полностью погруженных в диэлектрическое вещество всех n датчиков уровня, последовательно подключаемых через кабельную сеть 20 к измерительным входам. При выполнении условия i=n заканчивается режим настройки устройства, и алгоритм переходит к выполнению измерения уровня диэлектрического вещества. В режиме измерения уровня вычислитель 14 полного приращения электрической емкости выключается, так как эта функция на этом режиме не используется. Вычисленные значения электрической емкости полностью погруженных емкостных датчиков зафиксированы в вычислителе 16 уровня и будут использованы при вычислении уровня по каждому емкостному датчику на режиме измерения уровня.Then the algorithm proceeds to the analysis of the condition i = n. The condition will not be fulfilled, since the second measuring input (first capacitive level sensor) has been connected. Therefore, the algorithm will proceed to the action i = i + 1 in the switching
Блок 13 управления режимами устанавливает режим измерения уровня диэлектрического вещества и в блоке 17 управления переключением присваивает i значение 1. Блок 17 управления переключением через блок 4 переключения подключает к измерительной цепи первый измерительный вход. После этого блок 13 управления режимами формирует в блок 8 управления измерением сигнал, по которому последний начинает измерения токов через заполняемый диэлектрическим веществом первый емкостной датчик уровня и эталон. Процедура измерения токов через емкостной датчик уровня и эталон осуществляется блоками 5, 6, 7 и 8, представлена алгоритмом согласно фиг.3 и аналогична вышеописанному.The
После того как процесс измерения токов через емкостной датчик уровня и эталон будет завершен, алгоритм согласно фиг.2 перейдет к вычислению текущего значения электрической емкости заполняемого датчика уровня и его активного сопротивления, используя при этом измеренные значения токов через емкостной датчик уровня и эталон. Вышеуказанные процедуры выполняются блоками 9 и 10. Вычисленное значение электрической емкости заполняемого датчика CТЕК с выхода блока 9 поступает в вычислитель 15 текущего приращения электрической емкости, в котором вычисляется и фиксируется значение приращения электрической емкости датчика в ячейке памяти, соответствующей номеру измерительного входа. Значение приращения электрической емкости заполняемого датчика вычисляется по следующей зависимости:After the process of measuring currents through the capacitive level sensor and the reference is completed, the algorithm according to FIG. 2 will proceed to calculate the current value of the electric capacitance of the filled level sensor and its active resistance, using the measured current values through the capacitive level sensor and the reference. The above procedures are performed by
где CТЕК - вычисленное на базе измеренных комплексных токов текущее значение электрической емкости заполняемого диэлектрическим веществом датчика уровня. Аналитическая зависимость электрической емкости заполняемого датчика может быть представлена выражениемwhere C TEK is the current value of the electric capacitance of the level sensor filled with a dielectric substance calculated on the basis of the measured complex currents. The analytical dependence of the electric capacity of the filled sensor can be represented by the expression
где h - текущая высота погружения емкостного датчика уровня в диэлектрическое вещество;where h is the current immersion height of the capacitive level sensor in a dielectric substance;
H - полная высота погружения датчика в диэлектрическое вещество.H is the total immersion height of the sensor in the dielectric substance.
Вычисленное значение активного сопротивления заполняемого диэлектрическим веществом емкостного датчика уровня с выхода блока 10 поступает на R выход устройства и используется для оценки состояния датчика и его кабельной сети.The calculated value of the active resistance of the capacitive level sensor filled with a dielectric substance from the output of
Затем по управляющему воздействию блока 13 управления режимами вычислитель 16 уровня производит вычисление относительного заполнения диэлектрическим веществом емкостного датчика уровня, а вычислитель 15 выставляет в вычислитель 16 значение текущего приращения электрической емкости ΔСТЕК заполняемого датчика уровня.Then, according to the control action of the
Вычислитель 16 уровня производит его вычисление по следующей зависимости:The
Значение полного приращения электрической емкости полностью погруженного датчика занесено в память вычислителя 16 уровня в режиме настройки устройства.The value of the full increment of the electric capacitance of a completely immersed sensor is stored in the memory of the
Совокупность признаков, характеризующих соединение вычислителя 9 электрической емкости с вычислителем 14 полного приращения электрической емкости и вычислителем 15 текущего приращения электрической емкости, а также соединение вычислителя 15 и вычислителя 14 с вычислителем 16 уровня, обеспечивают реализацию выражения (8). Следует учесть, что вычисления сухой электрической емкости, полного приращения электрической емкости и текущего приращения электрической емкости произведено с учетом влияния длинной линии связи одним и тем же средством измерения. Это обстоятельство обеспечивает исключение влияния линии связи на результат вычисления уровня. Из аналитической зависимости (8) это следует очевидным образом, ССУХ и СТЕК определялись с учетом влияния линии связи, СПР также определялось с учетом влияния линии связи. Поэтому в отношении согласно выражению (8) влияние линии связи практически исключается.The combination of features characterizing the connection of the
Таким образом, вышеописанная совокупность признаков характеризует работу устройства как инвариантную по отношению к линии связи.Thus, the above set of features characterizes the operation of the device as invariant with respect to the communication line.
Значение уровня h/H заполнения емкостного датчика подается на выход устройства, с которым сопрягается аппаратура стартового комплекса, управляющая подачей через наземное технологическое оборудование компонентов топлив (диэлектрических веществ) в баки ракеты.The value of the h / H level of the capacitive sensor is fed to the output of the device with which the launch complex equipment is interfaced, which controls the supply of fuel components (dielectric substances) through the ground processing equipment to the rocket tanks.
Затем алгоритм переходит к анализу условия i=n. Условие не будет выполнено, так как был подключен первый измерительный вход. Поэтому алгоритм перейдет к выполнению действия i=i+1 в блоке 17 управления переключением, который через блок 4 переключения отключит первый измерительный вход и подключит второй измерительный вход. Дальнейшая работа устройства будет соответствовать вышеописанным действиям до тех пор, пока не будет выполнено условие i=n, т.е. пока не будут вычислены значения уровня заполнения диэлектрическим веществом каждого емкостного датчика уровня.Then the algorithm proceeds to the analysis of the condition i = n. The condition will not be fulfilled since the first measuring input has been connected. Therefore, the algorithm will proceed to the action i = i + 1 in the switching
При выполнении условия i=n блок 13 управления режимами присвоит в блоке 17 управления переключением i значение единица, в результате чего последний через блок 4 переключения подключит первый измерительный вход и процесс измерения уровня заполнения каждого емкостного датчика уровня повторится вновь. Процедура циклического измерения заполнения каждого датчика уровня диэлектрическим веществом будет продолжаться до тех пор, пока каждый бак ракеты не будет заправлен до требуемого согласно полетному заданию уровня.If the condition i = n is fulfilled, the
Представленные на фиг.2, 3 алгоритмы работы устройства содержат действия, которые направлены на вычисление выражений с (1) по (7).Presented in figure 2, 3, the operation algorithms of the device contain actions that are aimed at calculating expressions (1) through (7).
В примере исполнения устройства алгоритм вычисления параметров емкостного датчика уровня С и R представлен на фиг.4. Он представляет собой последовательность действий по определению промежуточных численных значений, которые необходимы для вычисления уровня диэлектрического вещества. Представленный на фиг.4 алгоритм вполне очевиден. Однако блоки, в которых вычисляются значения параметров, имеет такую функцию, как извлечение квадратного корня.In an example embodiment of the device, an algorithm for calculating the parameters of a capacitive level sensor C and R is presented in figure 4. It is a sequence of steps to determine the intermediate numerical values that are necessary to calculate the level of the dielectric substance. Presented in figure 4, the algorithm is quite obvious. However, the blocks in which the parameter values are calculated have a function such as square root extraction.
В алгоритмах согласно фиг.5, 6 представлен пример численного решения функции извлечения квадратного корня из числа. Причем на фиг.5 представлен алгоритм извлечения квадратного корня из числа х, который имеет вложенный блок Result=SQRoot 2(x), процедура реализации которого представлена на фиг.6.In the algorithms according to Fig.5, 6 presents an example of a numerical solution of the function of extracting the square root of a number. Moreover, Fig. 5 shows an algorithm for extracting the square root from the number x, which has an embedded block Result = SQRoot 2 (x), the implementation procedure of which is presented in Fig. 6.
Численная процедура извлечения квадратного корня из числа х, представленная на фиг.6, работает с числом, значение которого находится в пределах от 0,1 до 1,9.The numerical procedure for extracting the square root of the number x, presented in Fig.6, works with a number whose value is in the range from 0.1 to 1.9.
Итак, алгоритм извлечения квадратного корня, представленный на фиг.5, работает следующим образом: вводится число х для извлечения квадратного корня; вводятся начальные переменные и константа, значение которой расположено в пределах от 0,1 до 1,9; число анализируется на нулевое значение, если оно не равно нулю, то осуществляется переход к блоку условия, в котором значение числа х сопоставляется с значением константы 1,4121; если значение числа х больше/меньше константа делится/умножается на 2 столько раз, чтобы результат был меньше/больше константы, при этом число N деления/умножений считается; в результате этих операций получается число х, значение которого находится в пределах от 0,1 до 1,9. После этого включается численная процедура извлечения квадратного корня, алгоритм которой представлен на фиг.6. Процедура извлечения квадратного корня работает следующим образом: вводится числовое значение х, из которого нужно извлечь корень; вводятся начальные значения результата и значение начального приближения к результату извлечения квадратного корня; вводятся начальные значения переменных алгоритма; вводится число шагов итерации, в конкретном случае N=128 (это число определяет точность численного решения извлечения квадратного корня); путем последовательных приближений через 128 шагов определяется численное значение результата извлечения квадратного корня; вывод результата.So, the algorithm for extracting the square root, presented in figure 5, works as follows: enter the number x to extract the square root; initial variables and a constant are introduced, the value of which is in the range from 0.1 to 1.9; the number is analyzed for a zero value, if it is not equal to zero, then a transition is made to the condition block in which the value of the number x is compared with the value of the constant 1.4121; if the value of the number x is greater / less than the constant is divided / multiplied by 2 so many times that the result was less / more than the constant, while the number N of division / multiplication is considered; as a result of these operations, the number x is obtained, the value of which is in the range from 0.1 to 1.9. After that, the numerical procedure for extracting the square root is included, the algorithm of which is presented in Fig.6. The procedure for extracting the square root works as follows: enter the numerical value of x, from which you want to extract the root; the initial values of the result and the value of the initial approximation to the result of extracting the square root are entered; initial values of the algorithm variables are entered; the number of iteration steps is introduced, in the specific case N = 128 (this number determines the accuracy of the numerical solution of the square root extraction); by successive approximations after 128 steps, the numerical value of the square root extraction result is determined; output result.
Затем при возвращении к алгоритму согласно фиг.5 осуществляются следующие действия: то число х, которое делилось/умножалось на 2 N раз, теперь умножается/делится на 2 также N раз, т.е. число х возвращается к прежнему масштабу. После этих действий результат извлечения квадратного корня из числа выводится.Then, when returning to the algorithm according to FIG. 5, the following actions are carried out: that number x that is divided / multiplied by 2 N times is now multiplied / divided by 2 also N times, i.e. the number x returns to the previous scale. After these actions, the result of extracting the square root of the number is displayed.
Вышеописанные алгоритмы известны и почерпнуты из общедоступной литературы. Также эти алгоритмы можно реализовать с помощью программного обеспечения Foundation Series, пакета программных средств, предназначенных для проектирования ПЛИС фирмы Xilinx, содержащего средства схемного ввода, моделирования, редактирования и синтеза.The above algorithms are known and gleaned from the public literature. Also, these algorithms can be implemented using Foundation Series software, a software package designed to design Xilinx FPGAs that contains circuit input, modeling, editing, and synthesis tools.
Заявленное устройство авторами апробировано на макетном изделии. В настоящий момент авторами создается система измерения уровня заправки ракетного блока, которая предназначена для модернизации наземной аппаратуры одной из стартовых пусковых установок полигона "Байконур".The claimed device by the authors tested on a breadboard product. At the moment, the authors are creating a system for measuring the level of a missile unit’s refueling, which is designed to modernize the ground equipment of one of the launch launchers of the Baikonur training ground.
Используемая литератураUsed Books
1. Агамалов Ю.Р., Бобылев Д.А., Кнеллер В.Ю. Измеритель-анализатор параметров комплексных сопротивлений на основе персональной ЭВМ. Измерительная техника. 1996, №6, с.56-60.1. Agamalov Yu.R., Bobylev D.A., Kneller V.Yu. Measuring instrument-analyzer of complex resistance parameters based on a personal computer. Measuring technique. 1996, No. 6, p. 56-60.
2. К.Б. Карандеев, Ф.Б. Гриневич, А.И. Новик. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры. М: Энергия, 1966, с. 135.2. K. B. Karandeyev, F.B. Grinevich, A.I. Novik. Capacitive self-compensated level gauges. M: Energy, 1966, p. 135.
3. А.И. Новик. Системы автоматического уравновешивания цифровых экстремальных мостов переменного тока. Киев: Наукова Думка, 1983, с.9-10.3. A.I. Novik. Systems of automatic balancing of digital extreme bridges of alternating current. Kiev: Naukova Dumka, 1983, pp. 9-10.
4. Патент РФ №2025666, кл. G 01 F 23/26, "Многоточечный сигнализатор уровня (его варианты)".4. RF patent No. 2025666, cl. G 01 F 23/26, "Multipoint level switch (options)."
5. Патент №2144196, кл. G 01 R 17/10, 27/02, "Способ измерения параметров трехэлементных двухполюсников частотно-независимыми мостами переменного тока".5. Patent No. 2144196, cl. G 01
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129115/28A RU2262668C2 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Device for measuring level of dielectric matter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129115/28A RU2262668C2 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Device for measuring level of dielectric matter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003129115A RU2003129115A (en) | 2005-03-27 |
| RU2262668C2 true RU2262668C2 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35560191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129115/28A RU2262668C2 (en) | 2003-10-01 | 2003-10-01 | Device for measuring level of dielectric matter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262668C2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445584C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Dielectric substance level measuring device |
| RU2458353C1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Apparatus for determining parameters of two-terminal device |
| RU2499231C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to measure level of dielectric substance |
| RU2499232C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to measure level of dielectric substance |
| RU2567018C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-10-27 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Method for measuring level of dielectric substance |
| RU2567018C9 (en) * | 2014-07-01 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Method for measuring level of dielectric substance |
| RU2589273C2 (en) * | 2014-09-15 | 2016-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for measuring complex resistance of bridge circuit |
| RU2642166C2 (en) * | 2016-04-28 | 2018-01-24 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determination of dielectric material level |
| RU2650745C1 (en) * | 2016-07-12 | 2018-04-17 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for determining the level of dielectric substance |
-
2003
- 2003-10-01 RU RU2003129115/28A patent/RU2262668C2/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445584C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Dielectric substance level measuring device |
| RU2458353C1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Apparatus for determining parameters of two-terminal device |
| RU2499231C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to measure level of dielectric substance |
| RU2499232C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to measure level of dielectric substance |
| RU2567018C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-10-27 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Method for measuring level of dielectric substance |
| RU2567018C9 (en) * | 2014-07-01 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Method for measuring level of dielectric substance |
| RU2589273C2 (en) * | 2014-09-15 | 2016-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for measuring complex resistance of bridge circuit |
| RU2642166C2 (en) * | 2016-04-28 | 2018-01-24 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determination of dielectric material level |
| RU2650745C1 (en) * | 2016-07-12 | 2018-04-17 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device for determining the level of dielectric substance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003129115A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4196475A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of impedance or other parameters with microprocessor calculation techniques | |
| US7383140B2 (en) | Capacitance, inductance and impedance measurements using multi-tone stimulation and DSP algorithms | |
| CN110865238B (en) | Alternating current resistance measurement method and device based on quasi-harmonic model sampling algorithm | |
| RU2262668C2 (en) | Device for measuring level of dielectric matter | |
| US4342089A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of circuit parameters with microprocessor calculation techniques | |
| US4646248A (en) | Insulation analyzer apparatus and method of use | |
| Simić | Complex impedance measurement system for the frequency range from 5 kHz to 100 kHz | |
| Yang et al. | Analysis of the effect of stray capacitance on an ac-based capacitance tomography transducer | |
| Hu et al. | Control rod position measurement with helix-electrode capacitance sensor in nuclear heating reactor | |
| RU2593818C1 (en) | Method and device for measuring capacitance | |
| RU2262115C2 (en) | Device for determining parameters of two-terminal circuit | |
| RU2262669C2 (en) | Method of measuring level of dielectric matter | |
| RU2260809C2 (en) | Method for determination of two-terminal network parameters | |
| RU2449295C1 (en) | Method for bipole parameters determination | |
| US3600567A (en) | Method and apparatus for analog computation of concentrations | |
| RU2499232C1 (en) | Device to measure level of dielectric substance | |
| CN106289043A (en) | A kind of capacitive distance measuring method, device and calibrating method thereof | |
| Avramov-Zamurovic et al. | A high-stability capacitance sensor system and its evaluation | |
| Morse | A computer controlled apparatus for measuring AC properties of materials over the frequency range 10-5 to 105 Hz | |
| RU2456552C1 (en) | Method of determining level of dielectric substance | |
| RU2458353C1 (en) | Apparatus for determining parameters of two-terminal device | |
| RU2650745C1 (en) | Device for determining the level of dielectric substance | |
| RU2499231C1 (en) | Device to measure level of dielectric substance | |
| RU2583879C2 (en) | Method for determination of bipole parameters | |
| RU2204839C2 (en) | Electrochemical object parameter meter |