SU901834A1 - Цифровой уровнемер - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ УРОВНЕМЕР

I

Изобретение относигс  к измерительной технике и может быть использсеано в системах непрерывного измерени  уровн  Электропровоцных и циэлектрических срец.

Известен цвухканальный аналоговый уровнемер цл  измерени  уровн  циэлектрических срец, состо щий из послецовательно соединенных нормирующего преобразовател , аналогового целительного устройства, линейного преобразовател  временной интервал - напр жение и циоцного функционального преобразовател . Прибор формирует результат об измер емом уровне в форме посто нного тока. Дл  формировани  результата в ци4ровой форме необходим дополнительный преобразователь ток - код l .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  цифровой уровнемер электропроводных сред, содержащий датчик уровн , две схемы И, схему коммутации, подклю ченную к схеме управлени , св занной через последовательно соединенные блок

пам ги коэффициентов и реверсивный счетчик с устройством индикации, шину генератора опорной частоты, а также триггер, своим выходом соединенный с первыми входами схем И 2 .

При изменении типа среды дл  получени  правильного цифрового результата необходимо иметь два типа разнородных приборов: аналоговый уровнемер диэлектрических сред-и цифровой уровнемер

to электропроводных сред. Это приводит к увеличению номенклатуры используемых приборов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей дл  измерени 

IS уровней различных сред.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ци|{ровой уровнемер введены схема формировани  образцовых частот, втора  схема коммутации и второй реверсивный

30 счетчик, причем выходы первой схемы . коммутации соединены со вторыми входами схем И, выходы которых подключены к счетным входам реверсивного счетчикч. вькоаы цагчика поцключены ко входам обеих схем коммутации, цругие входы когорьк св заны с выхоаами схемы образцов ьк частот, со схемой управлени , шиной генератора опорной частоты и шиной Тип срецы, а выхоцы второй схемы коммутации соецинены со счетными вхо- цами второго реверсивного счетчика, кодовый вхоа которого подключен к выходу первого реверсивного счетчика, а выхоцко входу триггера, соединенного своим Ьыхоаом с одним из входов второй схемы Коммутации. Переход от измерени  уровн  электропровоцных сред к измерению уровн  диэлектрических сред сводитс  к подаче на.шину Тип среды сигнала ( диэлектрическа  среда) вместо (j (электропроводна  среда), подаваемого на схемы коммутации. При этом осуществл етс  перекоммутаци  частот каналов первичного датчика и схемы образцовых частот к операционным узлам устройства и изменение коэффициентов в его блоке пам ти коэффициентов. На чертеже изображена блок-схема ци4рового уровнемера. Устройство содержит двухкаиальный датчик I уровн , схему 2 образцовых частот, схему 3 управлени , схемы 4 и 5 коммутации, логические схемы И 6 и 7, блок 8 пам ти коэффициентов, реверсивные счетчики 9 и 10, триггер II и устройство 12 индикации. Измерительный А и компенсационный В каналы подключены ко входам схем 4 и 5 коммутации, цругие входы которы св заны с выходами и1ох схемы 2 образцовых частот, шиной опорной частоты FO , выходы схемы 3 управлени , Bb хоцы логических схем 6 и 7 соецинены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 9. Его кодовые выходы соединены с кодовыми входами счетчика 10, а входы - с б оком 8 пам ти коэффициентов, который подключен к выхоцам е...,€Ц:хемы 3 управлени . Вы . ходы СЬ aj а . а схемы 3 подключены соответственно к счетчикам 9 и 1О, устройству 12 индикации и триггеру II, в ход которого подключен ко входам схе И 6 и 7 и схемы 5 коммутации. Выхо дом уровнемера  вл етс  устройство 12 индикации, показывающее код уровн . Дл  образовани  на выходе уровнеме ра кода, линейно св занного с величино относительного уровн  Н при его постро ении используетс  принцип инвариантнос огласно когсрому вычислительное устройтво уровнемера, состо щее из узлов 2 2 , реализует зависимость 2-г ) (i) л  электропроводных сред или зависиость ) л  диэлектрических сред с одновременой линеаризацией (I) или (2), осущестл емой nyTeNf воспроизведени  полинома )-C(---(qw2L- -an,,)7.+ (з bay,2.)ifOo, аппроксимирующего зависимости ) или (l), обратные (1)или(2). Уровнемер  вл етс  устройством циклического типа. Количество, тактов равно 2ки, где Ц1 - показатель степени полинома (3). Вьфаботка управл ющих сигналов 9/ -Ч4 Q,Q-in управление последовательностью выполнени  операций в каждом такте производитс  схемой управлени . Выбор из блока пам ти коэффициентов кодов NQ|, моделирующих коэффициенты о(, осуществл етс  сигналами . Запись кодов в реверсивные счетчики 9 и Ю производитс  в моменты поступлени  сигналов б и . оотъетст&енио. Сигнал ()/ производит в начале каждого такта установку триггера 11 в нулевое состо ние, ),- запись в устройство 12 индикации результирующего кода уровн , формируемого в счетчике 9 в конце каждого цикла. В моментызаписи кодов подача импульсных последовательностей на входы счетчиков 9 и Ю запрещаетс . Коммутаци  частот к узлам 6, 7, 9   Ю осуществл етс  посредством схем 4 и 5 коммутации, управление которыми производитс  схемой 3 и сигналом f ,б с шины Тип среды . Рассмотрим работу устройства в течение одного цикла образовани  коца уровн  Nr ал  случа  1 3 при измерении уровн  диэлектрических сред. При этом сигнал Тип среды разрешает прохождение ко входам операционных узлов импульсных последовательностей 5)(,fy .foXfo В начале первого такта в реверсивный счетчик (PC) 10 через PC 9 записываетс  кодМу.. В течение первого такта коп Мс(: с:письюаетс  импульсами частоты х. поступающими через схему 5 коммутации на вычитающий вход PC 10 до момента его обнулени . При этом импульс Заем с выхода PC 10 переводит триггер II в нулевое состо ние и на его выходе фор .1 U, мируетс  временной интервал . Интервал Т заполн етс  импульсами часто , поступающими соответственно на схемы 6 и 7 совпадени , через схему 4. На выходе .схем 6 и 7 образуютс  число-импульсные коды H( f)tri ,, которые, поступа  на входы PC 9, образуют код (5ox-.)t:,« Nav в начале второго такта код N передаетс  в PC 10, а в PC 9 из блока 8 пам ти записываетс  числоМд,,.В течение второго такта , -записанный в PC 10, списьтаетс  импульсами частот5д у , поступакщими через схему 5 на суммирующий и вычитающий входы. РС 10. На выходе триггера 11 формируетс временной интервал длительностью 2 N.,|$OV- V. который заполн етс  импульсами частоты |. На выходе схемы И 6 формируетс  число-импульсный код 1Л-)Лг-Ц , поступающий на суммирующий вход PC 9, в котором образуетс  сумма , или, с учетом (4), код. N . . . С1о,-,)€х в начале третьего такта код Мгнз PC 9 переписываетс  в PC 1О и списывает с  из послеииего импульсами частоты fy. подаваемыми через схему 5 коммутации на вычитающий вход PC Ш до момента его обнулени . На выходе триггера формируетс  временной интервал , который посредством схем 6 и 7 запопн етс  импульсами частот Р этом на выходах схем 6 и 7 формируютс  последовательности импульсов, число которых равно VI,x-:f(5«J, Формируемое последовательности fj поступают на суммирующий и вычитающий входы PC 9, образу  в нем код . -М..--()Сг , f X и т.д. Наконец, в шестом такте образуетс  ре льтирующий код уровн 

.N,. - (o«-)fy ., ,

o-Cfo,) io I

Claims (1)

1. выходы датчика подключены ко входам обеих схем коммутации,другие входы которых св заны с выходами схемы обраэС учегом (2) выражение (5) примет Nf; -( + NQ.)z.WQ). , ч- fae Па -гауЮ И- число разр довН.) -°1 « ..н t « ц/ Образуемый код N ц пропорционален полиному (3), когда . В конде пикла код из PC 9 переписываетс  в устройство 12 индикации. Необходимью знаки коэффшхиентю полином а ) формируютс  путем коммутации в четных тактах импульсной последовательности {„к суммирук цему или вычитающему входам PC 9. В случае измерени  уровн  электропровосшых сред на входы операционных узлов через схемы 4 и 5 коммутации разрещаетс  прохождкте только импульс ных последовательностей частот , 0 Состав узлов уровнемера и св зи между ними остаютс  неизмеиными. Операцнв вычислени  полинома (3) гфи h1 3 дл  второго случа  ана ргичиы предыдущему . В конце в PC 9 образуетс  код уровн  Nfi4(Na,v N«,)N«,) Необходима  точность измерени  уровн  обеспечиваетс  разр дностью PC 9 и 10 и выбором степени аппроксимирующего полинома (3). Формула изобретени  Ци(овой уровнемер, содержащий двух канальный датчик уровн , две схемы И, У коммутации, подключенную к схе ме управлени , св занной через последо вательно соецинеиные блок пам ти коэффициентов и реверсивный счетчик с устройством лшликации, шину генератора опорной частоты, а также триггер, своим выходом соединенный с первыми входами схем И, отличающийс  тем, что с целью расширени  функциональных возможностей измерени  уровней различиых сред, в устройство введены схема формировани  образцовых частот, втора  схема коммутации и второй реверсивный счетчик, причем выходы,первой схемы оммутации соединены со входами схем И, выходы которых подключены счетиым входам реверсивного счетчика,

   цовых частот, со схемой управлени , шиной генератора опорной частоты и шиной Тип срецы, а -вьтхппы второй схемы коммутации соединены со счетными входами второго реверсивного счетчика, ко- цовый вхоа которого поцключен к выхоцу первого реверсивного счетчика, а выход - ко входу триггера, соединенного своим Выходом с одним из входов второй схемы коммутации.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   I. Локтюхин В. Н., Иопа Н. И., Аста4ьев А. А. Импульсный ФП дл  линеаризации характеристики ВЧ датчика уровн  жидкого металла. Сборник Теори  и

   методы построени  импульсных ВУ. Труды расширенного заседани  Национального комитета j СССР по аналоговым вычислени м .Под ред. . академ. Е. Е. Пухова , Р зань, 1978.

   2, Авторское свидетельство СССР

   N. 661249, кл. GOlF 23/28, 1977 (прототип).

   4кГ

   «k

   CV4 Ч-

   И

   I I

   Т

   Ot

   м

   .

   тг

   -FFT