Датчик уровня электропроводящей жидкости

союз советснихсоцидлистичеснихщоъвлин ФГООудАРстБенный номитетпо изоБ етениям и открытиямпРИ Гннт сссРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСЖОМУ СВИДЕТЕЛЬСВТВУ а) 4 С 01 Р 23/24(56) Авторское свидетельство СССР В 691678, кл,С 01 В 7/00, 1972.Авторское свидетельство СССРУ 1116321, кл. С 01 Р 23/24, 1980(54) ДАТЧИК УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЮЙ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к обла ти приборостроения. Цель изобретенияснижение погрешности измерения уровня электропроводящей жидкости. При погружении электрода 5 и МОП-транзисторов 1 и 2 в контролируемую жидкость между стоком и истоком образу,.ЯО 1471 О 77 А 1 ется электропроводящий канал и черезМОП-транзисторы 1 и 2 протекает ток,который преобразуется в напряжениепреобразователями Ь и 7. На выходеисточника 1 0 питания устанавливаетсянапряжение, контролируемое блоком16 регистрации, На выходе последнегоФормируется сигнал, пропорциональныйуровню электропроводящей жидкостиотносительно МОП-транзисторов 1 и 2 .Для проведения измерений переключатели 1 9 и 20 устанавливаются в положение 11, а переключатель 18 находится в произвольном положении. Изменяя масштабные коэффициенты в ло"гарифмическом усилителе 3 и перемножителе-делителе 14, устанавливают на выходе последнего напряжение, равное напряжению на выходе делителя 11 напряжения. 3 ил.5 1 О Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам уровня электропроводящей жидкости.Целью изобретения является снижение погрешности измерения уровня электронроводящей жидкости.На фиг . 1 приведена функциональная схема датчика уровня электропроводящей жидкости на фиг, 2 - схема измерительной ячейки датчика уровня электропроводящей жидкости, на фиг . 3 - разрез А-А на фиг . 2. Датчик уровня электропроводящей жидкости содержит первый 1 и второй2 МОП-транзисторы, первый 3 и второй 4 резисторы,электрод 5, первый8 и второй 7 преобразователи ток ,напряжение, первый 8, второй 9 и третий 10 источники питания, делитель 11 напряжения, сумматор 12, логарифми: ческий усилитель 13, перемножительделитель 14, операционный усилитель 15, блок 16 регистрации, вольт"метр 17 постоянного напряжения,первый 18, второй 19 и третий 20 переклниатели. Первык 1 и второй 2 МОП-транзисторы размещены в одной полупроводниковой подложке 21, охваченной диэлектриком 22. Сток 23 и исток 24 первого МОП-транзистора1 размещены во всем диапазоне из" мерения на одинаковом расстоянии друг от друга, Расстояние между стоком 25 второго МОП-транзистора 2 и его истоком 24, объединенным с истоком 24 первого МОП-транзистора 1, выполнено линейно изменяющимся в направлении изменения уровня контролируемой электропроводящей жидкости 26, размещенной в корпусе 27. Контактные площадки 28-31 служат для подключения соответственно стока 23 первого МОП-транзистора.1, истока 24 первого. МОП-транзистора 1, стока 25 второго МОП-транзистора 2 и подложки 21, Связь между контактными площадками 28-30 и соответствующими им областями МОП-транзисторов 1 и 2 осуществляется при помощи токоведущих дорожек 32, которые покрыты слоем диэлектрика. В зависимости от выполнения типа проводимости МОП- транзисторов 1 и 2 первый источник 8 питания должен быть выполнен с соответствующей полярностью напряжения. Истоки 24 первого 1 и второго 2 МОП "транзисторов соединены с подложкой 21 и с выходом первого источника 8 питания. Сток 23 первого МОПтранзистора 1 подключен к электроду5 и через первый резистор 3 к перво"му входу первого преобразователя 6ток - напряжение. Второй вход первого преобразователя 6 ток - напряжение соединен с общей шиной. Сток 25второго МОП-транзистора 2 подключенчерез второй резистор 4 к первому входу второго преобразователя 7 токнапряжение. Второй преобразователь 7 ток - напряжение соединен вторым входом с общей шиной и выходом с первымвходом делителя 11 напряжения. Делитель 11 напряжения соединен вторым входом с выходом первого преобразователя 6 ток - напряжение, Делитель 11напряжения также подключен выходом к первому контакту первого переключателя 18 непосредственно. Кроме того, делитель 11 напряжения, подклю.чен через второй переключатель 1 9 кинвертирующему входу операционного усилителя 1 5, Операционный усилитель15 подсоединен неинвертирующьи входом через второй переключатель 1 9 к выходу перемножителя-делителя 14 и к 1второму контакту первого переключателя 18, переключаемый контакт кото-рого соединен с входом вольтметра 17постоянного напряжения. Второй источник 9 питания подключен к соответствующим входам сумматора 12, лога" рифмического усилителя 13 и перемножителя-делителя 14, включенным последовательно. Третий источник 1 0 питания соединен с первым .контактом третьего переключателя 20, второй контакт которого соединен,с выходам операционного усилителя 1 5,а переключаемый контакт - с блоком 1 6 регистрации и соответствующими входами сумматора 12 и перемножителя-делителя 14. Датчик уровня электропроводящей жидкости работает следующим образом.При погружении электрода 5 и МОП- транзисторов 1 и 2 в контролируемую жидкость между стоком и истоком образуется электропроводящий канал и через МОП-транзисторы 1 и 2 протекает ток. Выходной ток МОП-транзисторов 1 и 2 преобразуется в напряжение преобразователями 6 и 7 ток - напряжение. Выходные сигналы.преобразователей 6 и 7 так - напряжение делятсямежду собой при помощи делителя 11напряжения. Перед измерением уровня1471 077 ком и истоком дополнительного МОПтранзистора выполнено линейно изменяющимся в направлении измененияуровня контролируемой электропроводящей жидкости, а также снабжентретьим источником питания, первыи вторьм преобразователями токнапряжение, первьм, вторьм и третьим переключателями, делителем напряжения, операционным усилителем ипоследовательно соединенными сумматором, логарифмическим ускпителеми перемножителем-делителем, первыми вторым резисторами, при этом исток дополнительного МОП-транзисторасоединен с истоком и с полупроводниковой подложкой МОП -транзистора,сток которого соединен с электродоми через первый резистор подключен квходу первого преобразователя токнапряжение, сток дополнительногоМОП-транзистора через второй резистор подключен к входу второго преобразователя ток - напряжение, подсоединенного выходом к первому входу делителя напряжения, подключенного вторым входом к выходу первогопреобразователя ток - напряжение ивыходом к первому контакту первогопереключателя, второй контакт которого соединен с выходом перемножителя-делителя и переключаемый контакт которого является первым выходом датчика уровня, а операционныйусилитель соединен входами через второй переключатель с первым и вторьмконтактами первого переключателяи выходом с одним контактом третьего переключателя, другой контакткоторого соединен с выходом второгоисточника питания и третий контакткоторого подсоединен к одному входусумматора и к соответствующему входу перемножителя-делителя, а также квторому выходу датчика уровня, кро-ме того, третий источник питанияподключен выходом к соединенньммежду собой другому входу сумматора Формула изобретения З 0 Датчик уровня электроп роводящей жидкости, выполненный в виде МОП-транзистора и содержащий протяжен ные в диапазоне измерения уровнян35 сток и исток в полупроводниковои подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод, помещенный в контро" лируемую электропроводящую жидкость, затвор, образованный контролируемой 40 электропроводящей жидкостью, размещенной в корпусе, первый источник питания подключенный к истоку транзистора, и второй источник питания, о т л и ч а ю щ. и й с я тем, что, с целью снижения погрешности измерения уровня электропроводящей жидкости, он снабжен дополнительным МОП-транзистором, сток и.исток в полупроводниковой подложке которого выполнены протяженными в диапазоне изменения уровня, причем расстояние между стои соответствующим входам логарифмического усилителя и перемножителяделителя,жидкости датчик калибруют установкойпервого 18 и второго 1 9 переключа"телей в положение 1 и измерениемвольтметром 17 напряжения на выходеделителя 11 напряжения. Затем первыйпереключатель устанавливают в положение 11, а третий переключатель 20 вположение 1, на котором создаетсянапряжение вторьм источником 9 питасия, а на выходе третьего источника1 0 питания устанавливается нап ряжение, контролируемое блоком 16 регистрации. Изменяя масштабные коэффициенты в логарифмическом усилителе 13 15и в перемножителе-делителе 14, уста-,навливают на выходе перемножителяделителя 14 напряжение, равное напряжению на выходе делителя 11 напряжения. Для проведен:.ч измерений второй 201 9 и третий .20 переключатели устанавливают в положение 11, первый переключатель 1 8 при этом может находиться в произвольном положении, Навходе блока 1 6 регистрации формируется сигнал, пропорциональный уровнюэлектропроводящей жидкости относительно МОП-транзисторов 1 и 2.1 471 077 Фиг.д Составитель В. ДобровольскийРедактор С. Пекарь Техред . А.Кравчук Корректор О. Кравцова ГКНТ СС Гагарина, 101 Производственно-издательский комбинат фПатент", г. Ужгород Заказ 1581/44ВНИИПИ Государственного113035,Тираж б 60 Подп исное омитета по изобретениям и открытиям Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5