Емкостный измеритель уровня жидкости (варианты)

2. Емкостный Измеритель уровня жидкости по п. 1, отличающийся тем, что эталонное плечо измерительного моста включает первый переменный, второй постоянный резисторы, первую, вторую эталонные емкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на заданную величину д, а измерительное плечо включает в себя третий постоянный резистор, постоянную паразитную емкость выводов элементов схемы, постоянную емкость Центрального электрода, переменную емкость конденсатора уровня жидкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на величину гизм, при этом первый и второй формирователи фронтов сигналов обеспечивают формирование сигналов, равных 0,63 амплитуды по уровню измерения от входного сигнала генератора.3. Емкостный измеритель уровня жидкости по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый, второй формирователи фронтов сигналов выполнены в виде триггеров с двухступенчатым запоминанием.4. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 1-3, отличающийся тем,что в прямое и инверсное звенья включено до трех перемычек, а в стабилизированный с элементами защиты блок питания - не менее одной перемычки.5. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 1-4, отличающийся тем,что стабилизированный блок питания выполнен в виде микросхемы и содержит элемент защиты, выполненный на основе диода Зенера.6. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 1-5, отличающийся тем,что генератор, первый, второй формирователи фронтов сигналов, фазовый компаратор,линия задержки электронной схемы выполнены на КМОП логических элементах в ЗМВ корпусах.7. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 1-6, отличающийся тем,что круглая плата жестко установлена между стаканом, расположенным во внешнем электроде, и втулкой из изолирующего материала, расположенной в корпусе штекерного разъема с соединительными штекерами, завальцованным заодно с корпусом внешнего электрода.8. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 1-7, отличающийся тем,что корпус внешнего электрода выполнен в виде втулки с окнами, расположенными выше уровня контролируемой жидкости.9. Емкостный измеритель уровня жидкости, содержащий датчик с установленным коаксиально корпусу Центральным электродом, соединительными штекерами, электронной схемой, выполненной на Цифровой интегральной микросхеме на плате, герметично установленной в корпусе датчика, включающей генератор, фазовый компаратор, стабилизированный источник питания и ключ, отличающийся тем, что выход генератора соединен с первым входом дополнительно включенного в электронную схему измерительного моста,содержащего эталонное и измерительное плечо, второй и третий входы измерительного моста соответственно соединены через первый и второй формирователи фронтов сигналов с первым, вторым входом фазового компаратора, первый, второй выходы фазового компаратора соединены посредством звеньев прямого и инверсного соединения с входом линии задержки, выход которой соединен с ключом, а выход ключа соединен с входом для подключения индикатора, второй контакт которого соединен со входом стабилизированного с элементами защиты блока питания и положительным полюсом источника питания, при этом отрицательный полюс источника питания подключен к корпусу датчика и четвертому входу измерительного моста, а Центральный электрод одним концом соединен со вторым входом измерительного моста электронной схемы, выполненной на круглой плате,жестко установленной перпендикулярно продольной оси корпуса датчика, а другим конЦом установлен в стакане из изолирующего материала.10. Емкостный измеритель уровня жидкости по п. 9, отличающийся тем, что стакан из изолирующего материала расположен в дополнительном корпусе датчика, вь 1 полненном в виде втулки с окнами, расположенными выше уровня контролируемой жидкости.11. Емкостный Измеритель уровня жидкости по п. 9 или 10, отличающийся тем, что эталонное плечо измерительного моста включает первый переменный, второй постоянный резисторы, первую, вторую эталонные емкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на заданную величину д, а измерительное плечо включает в себя третий постоянный резистор, постоянную паразитную емкость выводов элементов схемы, постоянную емкость Центрального электрода, переменную емкость конденсатора уровня жидкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на величину гизм, при этом первый и второй формирователи фронтов сигналов обеспечивают формирование сигналов, равных 0,63 амплитуды по уровню измерения от входного сигнала генератора.12. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 9-11, отличающийся тем, что первый, второй формирователи фронтов сигналов выполнены в виде триггеров с двухступенчатым запоминанием.13. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 9-12, отличающийся тем, что в прямое и инверсное звенья включено до трех перемычек, а в стабилизированный с элементами защиты блок питания - не менее одной перемычки.14. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 9-13, отличающийся тем, что стабилизированный блок питания выполнен в виде микросхемы и содержит элемент защиты, выполненный на основе диода Зенера.15. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 9-14, отличающийся тем, что генератор, первый, второй формирователи фронтов сигналов, фазовый компаратор, линия задержки электронной схемы выполнены на КМОП логических элементах в ЗМВ корпусах.16. Емкостный измеритель уровня жидкости по одному из пп. 9-15, отличающийся тем, что круглая плата жестко прижата втулкой из изолирующего материала, расположенной в корпусе Штекерного разъема с соединительными щтекерами, к корпусу датчика путем завальЦовки Штекерного разъема заодно с корпусом датчика.Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована для контроля уровня жидких сред, в частности в гидротехнических установках, в автомобилестроении, например в системах гидроусилителей, охлаждения, смазки, топливных,тормозных системах и т.д.Известен емкостный измеритель уровня жидкости, электронная схема которого вь 1 полнена на КМОП транзисторе. Измеритель содержит датчик в виде первого и второго электродов, генератор прямоугольных импульсов, подключенный к первому входу ключа,первый вход которого соединен с прямым входом усилителя, инверсный вход которого подключен к точке соединения первого и второго резисторов. В схему датчика введена клемма напряжения смещения, которая соединена со вторым входом ключа. Ключ вь 1 полнен на КМОП транзисторе, второй вход которого подключен ко второму электроду датчика и клемме напряжения смещения 1.Недостатком известного технического решения является трудность создания в микроэлектронном исполнении схемы емкостей, сопоставимых с емкостью датчика, что снижает точность показаний измерителя и надежность его работы.Известен емкостный измеритель для контроля уровня диэлектрической жидкости, например масла, на автотранспорте. Емкостный Измеритель содержит двухэлектродный емкостный датчик, внешний электрод которого подключен к корпусу. Электронная схема включает стабилизированный источник питания, усилитель, звено отрицательной обратной связи которого соединено с его инвертирующим входом и Центральным внутренним электродом емкостного датчика. Звено положительной обратной связи усилителя соединено с его неинвертирующим входом. В схему дополнительно введены ждущий мультивибратор и триггер. Вход усилителя соединен с входом ждущего мультивибратора и с первым входом триггера, а выход ждущего мультивибратора соединен со вторым входом триггера. Такое схемное решение обеспечивает линейную зависимость частоты колебаний в контуре усилителя от емкости датчика, что повышает точность его измерений 2.Недостатком известного аналога является недостаточная эксплуатационная надежность, вызванная исполнением электронной схемы измерителя и его компоновочным решением.Наиболее близким техническим решением является емкостный измеритель уровня жидкости, содержащий двухэлектродный емкостный датчик с коаксиально расположенными внутренним и внешним электродами и соединительным штекером, электрически связанными с электронной схемой, выполненной на цифровой интегральной микросхеме на плате, герметично расположенной в корпусе датчика, включающий стабилизированный источник питания, усилитель, генератор, ключ, соединенный с индикатором, при этом внутренний электрод выполнен трубчатым и смонтирован внутри фторопластового щупа,подсоединен на вход фазового компаратора, выход которого подсоединен на вход триггера,а выход последнего соединен со входом дополнительного триггера, снабженного линией задержки и содержащего два выхода - прямой и инверсный, соединенные с транзисторным ключом.Во втором варианте исполнения датчика фторопластовый щуп снабжен защитным экраном, выполненным в виде спиральной пружины из бронзы, электрически соединенным с внешним электродом и установленным осесимметрично фторопластовому щупу З.В известной электрической схеме прототипа стабилитрон стабилизированного источника питания используется по своему прямому назначению - в качестве стабилизатора напряжения, что не защищает известную схему от кондуктивных помех при высоком напряжении (200 вольт, 0,3 секунды). Кроме того, схема не имеет защиты по цепи ключа при кондуктивных помехах отрицательной полярности. Все это может привести к выходу из строя датчика, снижает надежность и стабильность его работы.В электрической схеме прототипа использована малораспространенная микросхема. В процессе изготовления известного датчика необходима высокая точность исполнения измерительных электродов, допуски при их изготовлении приведут к смещению точки срабатывания датчика и, как следствие, к погрешностям контроля уровня жидкости,вследствие чего необходим точный подбор элементов схемы.Выбор конструкции с прямоугольной платой и ориентация ее вдоль оси электродов требует особого крепления края платы со стороны запаянных проводов и тщательной ее герметизации. И как следствие, технологический процесс изготовления потребует дополнительного времени на ручную работу и отвердевание герметика.Наличие во втором варианте исполнения защитного экрана внешнего электрода, вь 1 полненного в виде спиральной пружины из бронзы, функционально являющегося частью корпуса внешнего электрода, также усложняет конструкцию и удорожает изделие в целом.Выбранный способ крепления жгута в корпусе датчика с помощью герметика является недостаточно надежным при неизбежных в контролируемой жидкости термоциклах. Соединительные провода, собранные в жгут, требуют дополнительных элементов крепления их в бортовой системе автомобиля.Кроме того, к значительному смещению точки срабатывания приведет и повышение температур контролируемых жидкостей выше 70 С, а также колебания контролируемойжидкости при наезде автотранспорта на различные неровности. На практике последуют сбои стабильности установленного уровня срабатывания, что приведет К погрешностям контроля уровня жидкости.В некоторых случаях применения необходимо помещение датчика со жгутом прямо в измеряемую среду, для чего потребуется специальная капсула с пробкой под жгут, что еще больше повышает требования к герметизации жгута датчика. Такое исполнение не только усложняет конструкцию, но и снижает возможности его применения.Задачей предложенной полезной модели является повышение стабильности, надежности и точности измерений в различных условиях эксплуатации за счет предварительной настройки датчика измерителя уровня контролируемой жидкости на стадии технологической сборки, удешевление технологии его изготовления и упрощение конструкции.Поставленная задача решается тем, что в емкостном измерителе уровня жидкости, содержащем датчик с соединительными штекерами, коаксиально расположенными центральным и внешним электродами, электрически соединенными с электронной схемой,выполненной на цифровой интегральной микросхеме на плате, герметично установленной в корпусе датчика, включающей генератор, фазовый компаратор, стабилизированный источник питания и ключ, выход генератора соединен с первым входом дополнительно включенного в электронную схему измерительного моста, содержащего эталонное и измерительное плечо, второй и третий входы измерительного моста соответственно соединены через первый и второй формирователи фронтов сигналов с первым, вторым входом фазового компаратора, первый, второй выходы фазового компаратора соединены посредством звеньев прямого и инверсного соединения с входом линии задержки, выход которой соединен с ключом, а выход ключа соединен с входом для подключения индикатора, второй контакт для подключения индикатора соединен со входом стабилизированного с элементами защиты блока питания и положительным полюсом источника питания, при этом отрицательный полюс источника питания подключен к корпусу датчика и четвертому входу измерительного моста, а центральный электрод одним концом соединен со вторым входом измерительного моста электронной схемы, выполненной на круглой плате, жестко установленной перпендикулярно продольной оси корпуса датчика, а другим концом установлен в стакане из изолирующего материала, расположенном в корпусе внешнего электрода.Эталонное плечо измерительного моста включает первый переменный, второй постоянный резисторы, первую, вторую эталонные емкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на заданную величину та, а измерительное плечо включает в себя третий постоянный резистор, постоянную паразитную емкость вь 1 водов элементов схемы, постоянную емкость центрального электрода, переменную емкость конденсатора уровня жидкости, формирующие сигнал, фронт которого сдвинут относительно фронта генератора на величину гит, при этом первый и второй формирователи фронтов сигналов обеспечивают формирование сигналов, равных 0,63 амплитуды по уровню измерения от входного сигнала генератора.Первый, второй формирователи фронтов сигналов выполнены в виде триггеров с двухступенчатым запоминанием.В прямое и инверсное звенья включено до трех перемычек, а в стабилизированный с элементами защиты блок питания - не менее одной перемычки.Стабилизированный блок питания выполнен в виде микросхемы и содержит элемент защиты, выполненный на основе диода Зенера.Генератор, первый, второй формирователи фронтов сигналов, фазовый компаратор,линия задержки электронной схемы выполнены на КМОП логических элементах в ЗМВ корпусах.