SU200799A1

SU200799A1 -

Info

Publication number: SU200799A1
Application number: SU1029660A
Authority: SU

Description

Известен емкостной уровнемер неэлектропроводных сред с компенсацией вли ни изменени диэлектрической проннцаемости измер емой среды, содержащий компенсаннонный преобразователь емкости в переменное напр жение, сос.то )ций из измерительной и компенсационной частей емкостного датчика, балластной емкости и трансформаторов опорного и компенсационного напр жений, соединенный с генератором высокой частоты и охваченный черег; усилитель обратной св зью по переменн,ому току.A capacitive level gauge of non-conductive media with compensation for the change in the dielectric constant of the measured medium is known, which contains a compensated capacitance-to-voltage converter that consists of measuring and compensating parts of a capacitive sensor, a ballast capacitance, and reference transformers and compensation voltages connected to high frequency generator and swept chereg; amplifier feedback to alternating current.

Однако применение указанного уровнемера дл измерени уровн жидкостей с измен ющейс в широких пределах диэлектрической проницаемостью, имеющих низкое удельное электрическое соиротивление, не нашло распространени из-за низкой точности и стабильности прибора.However, the use of this gage for measuring the level of liquids with widely varying dielectric constant values, having a low specific electrical efficiency, has not been widely adopted due to the low accuracy and stability of the instrument.

В предложенном уровнемере дл повыщени точности и стабильности измерени уровн в цепь обратной св зи последовательно с усилителем включены фазовый детектор и преобразователь посто нного напр жени в переменное, питаемые от указанного генератора . Кроме того, дл увеличени надежности схемы и упрощени наладки прибора компенсационный преобразователь емкости в переменное напр жение выполнен из трех заземленных цепочек, составленных, соответственно , из последовательно соединенных измерительной части емкостного датчика и вторичной обмотки опорного трансформатора, компенсационной части емкостного датчика и вторичной обмотки компенсационного трансформатора и балластной емкости и двух других вторичных обмоток опорного и компенсационного трансформаторов так, что вторые электроды указанных конденсаторов соединены вместе и подключены ко входу усилител .In the proposed level gauge, in order to increase the accuracy and stability of the level measurement, a phase detector and a dc-to-ac converter are supplied in series with the amplifier, fed from the specified generator, in series with the amplifier. In addition, to increase the reliability of the circuit and simplify instrument setup, the capacitance-to-voltage compensation capacitor is made of three grounded chains made up, respectively, of the measuring transducer serial part and the secondary transformer of the reference transformer, the compensation portion of the capacitive transducer and the secondary winding of the compensation transformer and ballast capacitance and two other secondary windings of the reference and compensation transformers so that the second electric ktrody said capacitors are connected together and connected to the input of the amplifier.

На чертеже приведена схема описываемого уровнемера.The drawing shows the scheme described gauge.

Уровнемер состоит из геиератора / высокой частоты, преобразовател 2 емкости цени обратной св зи, детектора 3 и измерительного ирибора 4. Генератор / питает опорный трансформатор 5, фазовый детектор 6, и преобразователь 7 посто нного напр жени в переменное . Преобразователь 2 содержит опорный 5 и компенсационный 8 трансформаторы, емкости измерительной 9 и компенсационной 10 частей емкостного датчика уровн и балластную емкость 11. Цепь обратной св зи включает в себ усилитель 12, фазовый детектор 6 и преобразователь 7.The level gauge consists of a geerator / high frequency, a feedback capacitor converter 2, a detector 3 and a measuring device 4. The generator / supplies the reference transformer 5, the phase detector 6, and the constant voltage converter 7 to the alternating voltage. Converter 2 contains reference 5 and compensation 8 transformers, measuring capacitance 9 and compensation 10 parts of a capacitive level sensor and a ballast capacitor 11. The feedback circuit includes an amplifier 12, a phase detector 6 and a converter 7.

Вторичные обмотки опорного и компенсационного трансформаторов соединены последовательно с емкост ми измерительной и компенсационной частей датчика и балластной емкостью таким образом, что образуют триThe secondary windings of the reference and compensation transformers are connected in series with the capacitances of the measuring and compensation parts of the sensor and the ballast capacitance so that they form three

цепочки, причем одни электроды кондепсаторов соедипены вместе и подключепы на вход усилител 12.chains, moreover, some electrodes of the connectors are connected together and connect to the input of the amplifier 12.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При изменении уровн компенсационный преобразователь разбалансируетс и на входе усилител по вл етс сигнал, который после усилени и преобразовани в цепи обратной св зи подаетс на обмотку 13 компенсационного трансформатора в такой фазе, что приводит сигнал на входе усилител к малой величине, определ емой статизмом системы. Сигнал на обмотке 13 обратной св зи вл етс мерой уровн измер емой жидкости. Параметры цепочек выбраны такими, что при посто нном уровне и изменении диэлектрической проницаемости измер емой жидкости изменение токов соответствующих цепочек приводит к тому, что напр жение на входе усилител , а следовательно, и величина сигнала обратной св зи, подаваемого на обмотку 13 и пропорционального величине уровн жидкости, не измен етс , т. е. результаты измерени не завис т от величины диэлектрической проницаемости. При изменении же уровн жидкости токи цепочек измен ютс таким образом, что напр жение на входе усилител и, соответственно, на обмотке 13 измен ютс также пропорционально уровню. Наличие в цепи обратной св зи фазового детектора, представл ющего собой инерционное звено, позвол ет замкнутой системе работать устойчиво даже при значительных коэффициентах усилени системы, которые необходимы дл обеспечени высокой точности измерени при измерении уровн жидкостей с измен ющейс в широких пределах диэлектрической проницаемостью . При измерении уровн жидкостей с малым удельным электрическим сопротивлепием изменение сопротивлений утечки, параллельных емкост м измерительной и компенсационной частей датчика, приводит к по влепию в сигнале компенсационного преобразовател квадратурной составл ющей напр жение . Благодар применению фазового детектора , иодавл ющего квадратурную составл ющую , ошибка измерени уровн за счет малого активного сонротивлени датчика незначительна .When the compensation level changes, the compensation converter unbalances and a signal appears at the amplifier input, which, after amplification and conversion in the feedback circuit, is applied to the winding 13 of the compensation transformer in such a phase, which causes the signal at the amplifier input to a small value determined by the system static. The signal on feedback winding 13 is a measure of the level of the liquid to be measured. The parameters of the chains are chosen such that, at a constant level and a change in the dielectric constant of the measured liquid, a change in the currents of the corresponding chains leads to the fact that the input voltage of the amplifier, and consequently, the magnitude of the feedback signal supplied to the winding 13 and proportional to the level the liquids do not change, i.e. the measurement results do not depend on the value of the dielectric constant. When the liquid level changes, the currents of the chains change in such a way that the input voltage of the amplifier and, accordingly, on the winding 13 also change in proportion to the level. The presence in the feedback circuit of a phase detector, which is an inertial element, allows the closed system to work stably even with significant system gains that are necessary to ensure high measurement accuracy when measuring the level of liquids with varying dielectric constant. When measuring the level of liquids with a small electrical resistivity, the change in leakage resistances parallel to the capacitances of the measuring and compensating parts of the sensor leads to a blink in the signal of the compensating converter of the quadrature component of the voltage. Due to the use of a phase detector that suppresses the quadrature component, the level measurement error due to a small active sensor resistance is negligible.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A capacitive level gauge of peelectroconductive media with compensation for the effect of changes in the dielectric constant of the medium being measured, containing a compensation converter for capacitance to a temporary voltage, consisting of measuring and compensating parts of a capacitive sensor, ballast capacitance and transformers of the reference and compacciope voltage, connected to a high generator frequencies and swept

through an alternating current feedback amplifier, characterized in that, in order to increase the accuracy and stability of the level measurement, a phase detector and a constant-to-variable constant-current converter supplied from the specified generator are included in the feedback circuit along with the amplifier.

2. Level gauge according to claim 1, characterized in that, in order to increase the reliability of the circuit and

to set up the device; compensation; the 1st capacitance-to-voltage converter is made of three earthed chains, made up, respectively, of series-connected measuring

parts of the capacitive sensor and secondary winding of the reference transformer, compensation part of the capacitive sensor and secondary winding of the compensation transformer, ballast capacitance and two other secondary

windings of the supporting and compensation transformers so that the second electrodes of these capacitors are connected together and connected to the input of the amplifier.

/ J

rl

S-.

-W