Цифровой уровнемер Советский патент 1979 года по МПК G01F23/00 

(54) ЦИФРОВОЙ УРОВЛЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и мохсёт быть Исполь зовано в системах непрерывного измер ния и контроля уровня электропроводных сред. Известен цифровой уровнемер элект р6про водн ах сред, содержащий .дв канальный датчик уровня, два делителячастоты, решающее устройство, уст1хэйство линеаризации, счётчик ймпуль сов, уйтройство индикации и блок упрааления. В указанном устройстве код уровня получается путем преобразования частот измеЕ ительйЬгО и к6р-г ректйрующего канала датчика во вреА енные интервалы, их вычитания, функционального преобразования формируемого разностного интербала в число импульсов с его последующим преобразованием в позиционный код }. Наличие большого числа промея точных преобразований приводит к тому, что известный уровнемер имеет значительные Аппаратурные, затраты. Цель изобретения - упрсяцение уров немера. Поставленная цель достигается тем, что уровнемер снабжен двумя ло. гическими схемами и, включенными между соответствующим выходом двухканального датчика и схемой коммутации, соединенными между собой схемой выработки управляющих сигналов и блоком памяти, подключенным к последовательно соединенным реверсивному счетчику, в1ачитающему счетчику, счетный вход которого подключен к шине опорной частоты, и триггеру, выход которого подключен к входам упомянутых логических схем И, при этом счетные входы реверсивного счетчика соединены со схемой коммутации, выход - с устройством индикации, а выходи схемы выработки управляющих сигналов подключены к входам реверсивного счетчика, вычитающего счетчика, к схеме коммутации, к входу триггера и устройству индикации. На чертеже изображена блок-схема цифрового уровнемера. Устройство содержит двухканальный датчик 1 уровня, схему 2 выработки управляняпих сигналов, две логические схемы И 3 и 4, схему 5 коммутации, блок б памяти коэффициентЬв, реверсивный 7 и вычитающИйГ 8 счётчики, .триггер 9 и устройство 10 индикации. Измерительный FX и компенсационный F; каналы датчика 1 пбдключ: енн к входам схем и 3 и 4 ,выходы которых соединены через схёМу 5 коммутации с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7, а вторые входы - с единичным выходом триггера 9,Вход УРТ.О триггера 9 связан с шиной переполне ния вычитающего счетчика 8, счетный вход которого соединен с шиной опор ной частоты FQ, а входная кодовая ши на - с кодовьгм выходом реверсивного счетчика 7. Последний через входную кВЙовую шину связан с блоком 6 паМятЙ коэффициентов, который подключен к вЬгходамЦд, Q ... С1ьу,схемы 2 вы работки управлякядих сигналбв. Выхода, с, q,j, (j, q, «SignN(3.cxeМы 2 подключены соответственно к ре версивному счетчику 7 и вычитающему счетчику 8, устройству 10 индикации к входу Уст. 1 триггера 9/ к схе ме 5 коммутации. ; Выходом уровнемера служит устрой ст.во индикации, на котором индицируется код уровня. Для образования на выходе предлагаемого уровнемера кода, линейно связанного с величиной относительного уровня, при его построении испольЗуется принцип инвариантности, :согласно KofopoMy вычислительное устройство уровнемера реализует зависимостьг - -ЧСн), (И . о -; Ао/тах с ее одновременной линеаризацией, осуществляемой путем воспроизведения полинома H-PmUV- Ka Z4a.).Jz-... ...,(2) аппроксимирующего зависимость ( обратную функции (1). Уровнемер электропроводных сред является устройством циклического Количество тактов m в цикле опре деляется степенью полинома (2). Выработка управляющих сигналов (:j,-q,, QQ, Q,... NO . и управление последовательностью выполнений операций в каждом такте возла:гае1тся на схему 2 выработкиуправляк их сигHaJioB. Выбор кода No|. моделирующего коэффициенты а.,- (1-0,1... ), осу ществляется сигналами Qg, G|,...Q Запись кодов в счетчики 7 и 8 производится в моменты поступления сигналов ( и соответственно. В моменты записи подача импульсов час тот F , FO на входы счетчиков з р цается. В каждом цикле в начале 1-го такта из блока 6 памяти в счет чики 8 и 7 заносятся соответственно кодыNQ и .Запись кода N, производится через счетчик 8. Тригг 9 с приходом импульса (момент io) устанавливается в начала такта в единичное состояние, В течение 1-г6 такта код М,списывается из вычитающего счетчика 8 импульсами частоты F в течение времени, tr :t -t O p где -fc - момент обнуления .счетчика 8. На выходе триггера 9 формируется временной интервал длительностью tr, который заполняется импульсами частот F и , поступающими с дйтчика уровня. При этом на выходе схемы И 3 формируется число импульсов , а схема и 4 - число Импульсов которые поступают через схему 5 коммутации на суммирующий и вычитающий входы реверсйвнрго счетчика 7.: В результате сложения поступивших импульсов N и N1 с кодом. Мд. в реверсивном счетчике 7 образуется код ..-..,.., .,-.. ...:;, . : n..-N..- N..- ( F,-F, )Г,-ь ipc. MX , Noixn NaniH В начале 2-го такта кодК р переписывается в вычитающий счетчик 8, а в счетчик 7 с блока 6 памяти записывается код . Аналогичным образом в течение 2-го такта в счетчике 7 образуется код. N 2РС-- 2Х 2 ХО - ) V-2 Поскольку (1гсЬа. - 2 F Р„ , am-i/ FO SPC-(O™«C.-,) Через tti тактов в реверсивном счетчике 7 образуется результирующий код .-.i ,:.р Н - трс- -С ат Т ,n,-.) Пропорциональный полиному (2). В конце цикла код передается при поступлении сигнала в устройство 10 индикаций, и процесс образования повторяетсяi . Знаки коэффициентов учитываются путем записи число-импульсных К.ОДОВ, образуемых на выходе схем И 3 и 4, на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика t, коммутация которых производится посредством схемы 5. Необходимая точность измерения уровня обеспечивается разрядностью счетчиков 7 и 8 и выбором необходимой степени приближающего пОлйно-ма. . Формула изобретения Цифровой уровнемер, содержащий двухканальный датчик уровня и устройство индикации, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью упрощения устройства, он снабжен двумя логическими схемами И, включенными между соответствуквдим выходом двухканального датчика и схемой коммутации, соединенными меяеду собой схемой выработки управляющих сигналов и блоком памяти, подключенным к последовательно соединенным реверсивному счетчику, вы1итаюшему счетчику, счетный вход которого подключен к шине опорной частоты, и триггеру , выход которого подключен к входам упомянутых логических схем И

чпри этом счетные вхо.цы реверсивного счетчика соединены со- схемой коммутации, выход - с устройством индикации, а выходы схемы выработки управляющих сигналов подключены к входам реверсивного счетчика, вычитающего счетчика,к схеме коммутацик, к входу триггера и устройству индикации. J

Источники ;кнформации, принятые во внимание при экспертизе

1, Принцип {5нвариантности в измерительной технике, М,, Наука, 1976, с. 185.

1 .