Резонансный уровнемер Советский патент 1976 года по МПК G01F23/284 

14 которого соединен с общей точкой соединения катодов варикапов 3 и 4 и с фильтром низкой частоты 8, выполненном в виде сглаживающего усилителя 15, который одновременно развязывает выходной сигнал с остальной схемой.

Работает уровнемер по следующему циклу.

При включении напряжения питания автогенератор 7 выдает на варикапы 3 и 4 нарастающее напряжение, изменяя (уменьщая) емкость последних до значения, соответствующего настройке контура в резонанс с частотой генератора 1. Исходное значение управляющего напряжения на варикапах в случае диэлектрических сред выбирается таким, чтобы коптзф с незаполненным датчиком был настроен в резонанс при максимальной емкости варикапов, т. е. это значение напряжения соответствует нулевому выходному сигналу.

При достижении резонанса на дифференцирующем усилителе 6 начинается формирование положительного импульса, соответствующего спаду частотной характеристики (выход детектора 5 подключен к инвертирзтощему входу 9 дифференцирующего усилителя).

Когда амплитуда импульса достигнет значения, достаточного для срабатывания компаратора 10, происходит смена направления изменения выходного напряжения автогенератора и соответствующее увеличение емкости варикапов 3 и 4, которое, в свою очередь, приводит к смещению частотной характеристики снова к резонансу.

При этом огибающая частотной характеристики меняется направление, вызывая появление на выходе дифференцирующего усилителя 6 отрицательного импульса и новую смену направления выходного напряжения автогенератора, что, в свою очередь приводит к уменьшению емкости варикапов и новому смещению частотной характеристики. . Таким образом, заканчивается режим -поиска и система переходит в режим захвата максимума частотной характеристики.

Расстройка контура от резонанса незначительна (малые потери на поиск) и слабо зависит от изменения добротности датчика под действием влияющих величин. Это достигается благодаря высокой чувствительности комнаратора 10, входящего в состав управляемого автогенератора 7, и высокому коэффициенту усиления дифференцирующего усилителя 6, выполненных на операционных усилителях в интегральном исполнении (микросхемы). При изменении уровня среды в датчике 2 в ту или иную сторону происходит расстройка колебательного контура, что вызывает автоматическую подстройку контура за счет емкости варикапов. Подстройка (режим слежения и удержания) происходит аналогично описанному режиму поиска и захвата.

К щирине полосы удержания не предъявляется жестких требований, поскольку изменения уровня ореды в датчике происходят обычно с конечной скоростью.

Таким образом, описанная система является самонастраивающейся системой экстремального регулирования с поиском экстремума но чувствительности (но направлению изменения огибающей резонансной характеристики колебательного контура с датчиком).

Предмет изобретения

Резонансный уровнемер, содержащий датчик в виде отрезка однородной линии, генератор высокой частоты, амплитудный детектор и схему обработки сигнала датчика, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и расщирения диапазона измерения, он дополнительно снабжен двумя варикапами, подключенными параллельно датчику, а схема обработки сигнала датчика содержит дифференцирующий усилитель, управляемый автогенератор напряжения треугольной формы, выполненный в виде компаратора и интегрирующего усилителя, и фильтр низкой частоты, при этом вход дифференцирующего усилителя подключен к выходу детектора, выход дифференцирующего усилителя подключен ко входу компаратора, выход которого подключен ко входу интегрирующего усилителя, а выход интегрирующего усилителя подключен ко входу компаратора, входу фильтра низкой частоты и связан с общей точкой соединения катодов варикапов.

Фиг 1