(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени уровн как неэлэктропроводньос, так и обладающих проводимостью сред. Известен электроемкостный уровнеме содержащий измерительный и коЗлпенсационный емкостные датчики, преобразова тель емкости и посто нное напр жение, усилитель посто нного тока и генератор тактовых импульсов Щ. Принцип его действи заключаетс в периодическом перезар де импульсным напр жением eivtкостного делител , образованного датчиком и опорным конденсатором, и преобразование импульсного напр жени в посто нное. Основным недостатком известного вл етс ограниченность его возможностей , так как он имеет приемлемую точность только при контроле уровн неэлектропроводных жидкостей. Наиболее близким по технической сущ ности к предложенному вл етс электро емкостньй уровнемер, содержащий изме ритапьный и компенсационный датчики, операдионньй усилитель емкостной обрат ной св зью, соединенный последовательно с нуль-органом, триггер, два переключател и резистор 12. Это устройство характеризуетс недост точной точностью и ограниченным диапазоном измерени . Цель изобретени - повышение точности и расширение диапазона измерени , Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены одновибратор, преобразователь частоты в напр жение, дифференциальный интегратор, инвертор и измеритель среднего значени напр ж&ни , при этом датчики общей обкладкой соединены с аходом. операционного усилител , а выход нуль-органа соединен одновременно с входами триггера, одновибратора , управл юищм входом первого переключател , раздельной обкладкой измерительного датчика и через последова- те ьно соединенные преобразователь час - 37 тоты в напр жение, дифферетиЖышй интегратор, переключатель и резистор с входом операционного усилител , причем выход инвертора соединен с раздельной обкладкой компенсационного датчика, а выход одновибратора - с другим выходом триггера, выходом, св занного с управл ющим входом второго переключател , через который выход операционного усилител соединен с входом измерител среднего значени . На фиг, 1 приведена фуШШибнальна схема предлагаемого измерител уровн ; на фиг, 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Измеритель уровн содержит, измери тельный емкостный датчик 1, эквивалент на схема которого, представлена резисторами Ram , характеризующими соот вётственно сквозную проводимость и пол риэадионвые потери, конденсаторами Ср и См, характеризуюишми соответственно релаксационную и мгновенную пол ризации в веществе, а также компенсационный емкостный датчик 1 с комплексным сопротивлением 7к , зашунтированным резистором R, операционный усилитель 2, соединенный пбспёдЪв&тель но с нуль-органом 3, триггер 4, перё ключатели 5 и 6, одновиёратор 7, пре .образователь 8 частоты в напр жение, дифферё1щиальнь1й интегратор 9, инвертор 1О и измеритель 11 среднего значени напр жени .. Датчики 1 и 1 общей обкладкой сое динены с входом усилител 2, а выход нуль ргана 3 соединен одновременно с входами триггера 4, одновибратора 7,. управл иощим нходом переключател 6 раздельной обкладкой измеритеттьного датчика 1 и через последовательно соединённые преобразователь 8 частоты в напр жение, дифференциальный интегратор 9 и резистор R 1 с входом усилите 2, Причем выход инвертора 10 соединен с раздельной обкладкой. компенсационного датчика 1, а выход одновибратора 7 - с другим ходом триггера 4, 1 кодбм св занного с управл$пощим ахо дом второго переключател 5, через ко торый вькод усилител 2 соединен с входом измерител 11 среднего значени напр жени . Измеритель уровн работает следуюшим образом. Схема вл етс автогене раторной, и колебательный режим наступает при включении напр жени питани , Пусть в момент включени напр жение а выходе нуль -органа 3 скачком измеилось до значени U -Vo {см, фиг. 2). ри этом напр жение на выходе усилите 2 представл ет суперпозицию оледуюих cocтaвл ющRx, UO -UCNS CP R UK R U K, i. ,, о JRUC-, Ср/ . тг В г. s . напр жение обратной св зи, снимаемое с выходов дифференциального интегратора 9 через переключатель 6: : Напр жение на выходе преобразовател частоты в напр жение 8 7/f - посто нна времени дифференциального интегратора 9, Эквивалентна схема компенсационного датчика соверщенно идентична эквивалентной схеме измерительного датчика и поэтому в дальнейшем опускаютс полные выкладки, относ щиес к компенсационному датчику, и привод тс только имеющие значение параметры с учетом И.Х знака помеченные индексом к. Резистор и,вь1бирают меньше минимального значени R , которое обычно известно заранее,поэтому VJoy( t ) в момент после включени убьшает по экспоненциальной кривой, В момент равенства нулю напр жени Uov t) мен етс знак выходного напр жени на +UgH цикл повтор етс , После момента включени питани напр жение на выходах интегратора 9 начинает расти по абсолютной величине по экспоненте с посто нной времениC C и по мере приближени ипчцК стремитс к установившемус значению Uyj.;j, которое соответствует заданной частоте Таким образом в схеме t4i-i7JS-:a:M ar ti; rr ;---,,. .
Bviнуп tipiJ
735927
Vm .(