Сигнализатор уровня жидкости

Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИяК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Респубттик) 23. 08. 78 Гооударственнын комитет СССР по делам изобретений и открытий.8 Иностранцы вид Гордон Вильямс и Ио2) Авторы изобрет тони Харрис"(54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ СТ Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам контроля уровня жидкости, и может найти применение в подвижных установ ках, например, для контроля уровня горючего в баках автомобиля.Известен сигнализатор уровня жидкости, содержащий терморезисторные датчики, преобразователь сопротивления в электрический сигнал и релейный каскад 1 1.Недостаток известного устройства- большая инерционность..Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является сигнализатор уровня жидкости, содержащий термореэисторный датчик, преобразователь напряжения в сопротивление, включающий в себя регулируемый источник постоянного напряжения и резистивный делитель,. в который включен терморезистор, дифференцирующее звено, подключенное к выходу преобразователя, и релейный элемент 1 2,Однако устройство обладает низкойй помехоустойчивостью.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и быстродействия.Указанная цель достигается тем,цто в устройство, содержащее датчик,выполненный в виде терморезисторас положительным температурным коэффициентом сопротивления, преобразова О тель сопротивления в напряжение,включающий в себя регулируемый источникпостоянного напряжения или- тока ирезистивный делитель напряжения, вкоторый включен терморезистор, а так же дифференцирующее звено, подключенное к выходу преобразователя,релейный элемент, введен интегратор,включенный между дифференцирующим .звеном и релейным элементом.20 На фиг, 1 представлена принципиальная схема сигнализатора с питанием цепи датчика от регулируемого источника постоянного напряжения в течение определенного заданного зара Ь нее интервала времени, на Фиг. 2дящем состоянии. 396347схема сигнализатора с питанием цепи датчика от источника постоянногонапряжения,Сигнализатор (фиг. 1) предназначен для контроля уровня в топливном баке автомобиля при включении зажигания и содержит терморезисторныйдатчик 1 уровня, установленный в баке с горючим в заданной точке и рбраэующий с резистором 2 реэистивный 1 Оделитель. Питание делителя осуществляется от регулируемого источникапостоянного напряжения, образованного усилителем 3 и транзисторомбаза которого подключена к выходу 15усилителя 3,Усилитель 3 предназначен для регулирования напряжения в течение определенного отрезка времени после каждого замыкания выключателя 5. Одинконец датчика через диод 6 соединенс земляной шиной, а другой его конец через диод 7 подключен к инвертирующему входу усилителя 3, Коллектор транзистора ч соединен с потенциальной линией питания, а эмиттерего связан с резистором 2 и через по.следовательно соединенные резистор8 и конденсатор 9, образующие дифференцирующую цепь с инвертирующимвходом усилителя 10, который с резистором 11 и конденсатором 12 образует интегратор , К выходу интегратора подключен релейный элемент,образованный транзисторами 13- 15, ввыходную цепь которого включена индикаторная лампа.Инвертирующий вход усилителя 3подключен к выходу времязадающей цепи, образованной резистором 16 и конденсатором 17,40При замыкании выключателя 5 наинвертирующем входе усилителя 3 устанавливается потенциал, превышающийпотенциал на его инвертирующем входе, который в момент замыкания блиэок нулю, так как конденсатор 17разряжен, что смещает усилитель вположительную сторону, и транзисторМ открывается. При этом ток черездатчик возрастает до тех пор, поканапряжение на инвертирующем входе уои.лителя 3 не становится равным на.пряжению на неинвертирующем входе,После этого ток в датчике регулируется автоматически для поддержания 55этого напряжения, пока конденсатор17 не заряжается до степени преодоления пороговой величины на диоде 8 4После этого выходное напряжение усилителя 3 падает, транзистор ч запирается, и интервал измерения оканци вает ся.В течение периода времени, когда на датчике поддерживается постоянное напряжение, сигнал в точке соединения резистора 2 и транзистора 4 линейно зависит от сопротивления датчика так, что если протекание тока приводит к повышению температуры датчика, напряжение в этой точке падает.Интегратор реагирует только на изменение напряжения в точке соединения резистора 2 и транзистора 1. На неинвертирующий вход усилителя 10 подается постоянное напряжение, а его инвертирующий вход соединен через резистор 11 с выходом дифференцирующей цепи и через конденсатор 12 обратной связи с выходом усилителя, который через диод 18 одновременно соединен с выходом дифференцирующей цепи.Фронт положительного напряжения, возникающий при включении выключателя, действует таким оЬразом, что выход усилителя 10 становится Ьолее отрицательным, цем инвертирующий вход, так что диод 18 проводит до тех пор, пока напряжения на двух входах усилителя 10 не сравниваюся, Резистор 8 ограничивает возрастание положительного напряжения и ограничивает, таким образом, амплитуду любого колебательного переходного процесса, который может иметь место на выходе усилителя 10.Если датчик погружен в топливо, напряжение на входе дифференцирующей цепи остается практически постоянным в течение времени измеренияНа резисторе 19 напряжение равно сумме напряжений на резисторе 2 с диодом 7 и резисторе 20, Для поддержания равенства напряжений на входах усилителя 10 напряжение на его выходе должно существенно уменьшаться, диод 18 находится в провоЕсли датчик находится в воздухе, то в результате прохождения тока он нагревается, его сопротивление растет. Напряжение на входе дифференцируащей цепи падает. В течение первоначального переходного процесса диод 18 осуществляет обратную связьусилителя, но поскольку напряжение начинает падать через конденсатор 9 и резистор 8 начинает протекать ток, Величина сопротивления резистора 19 такова, что он не может пропускать тока, достаточного для поддержания напряжения на инвертирующем входе усилителя 10, которое стремится стать более отрицателвным, чем напряжение на неинвертирующем входе. Таким образом, выходной сигнал усилителя 10 становится положительным, запирая диод 18. В этом случае усилитель 10 работае 1 как интегратор, а его передаточная функ ция определяется резистором 11 и конденсатором 12, постоянная времени которых меньше, чем постоянная времени дифференцирующей цепи, что существенно снижает чувствительность 26 к помехам, которые имеют очень малую длительность и незначительно влияют на выходное напряжение усилителя.Выходной сигнал интегратора управ- Эз ляет релейным каскадом, в выходную цепь которого включена индикаторная лампа.При возрастании выходного сигнала усилителя 10 транзистор 14 наци- щ нает открываться, и положительная обратная связь через транзистор 13 заставляет его полностью открыться. Таким образом, если в любой момент в течение периода измерения выходной сигнал усилителя 10 существенно возрастает, транзисторы 13 и 14 открываются и остаются в этом состоянии до разиикания выключателя зажигания.Сигнализатор включает в сеЬя так 40 же устройство определения отказа датчика, в которую входят параллельно соединенные диод 20 и резистор 21, транзисторы 22 и 23 и резисторы 24 и 25, образующие делитель, к45 средней точке которого подключен эмиттер транзистора 22.При неисправности датчика, напри- мер при разрыве или замыкании на землю, это устройство обеспечивает зажигание индикаторной лампы. На фиг. 2 приведена схема сигнализатора, в которой через датчик 1 протекает постоянный ток, для чего датчик включен между эмиттером транзистора 4, база которого соединена с выходом усилителя 3, и резистором 2 ъ,78 6Общая точка датчика и резистора2 подключена через диод 7 к инвертирующему входу усилителя 3, которнй управляет транзистором 4Таким образом, с повышением температуры напряжение на другом концедатчика, которое подключено ко входу дифференцирующей цепи, образованной конденсатором 9 и резистором8 , повышается,При включении имеет место переходный процесс, который заставляетусилитель 10 вырабатывать отрицательный сигнал, При этом обратнаясвязь осуществляется через диод 18Если датчик погружен в топливо, напряжение на входе дифференцирующейсхемы остается постоянным, а ток,протекающий через резистор 8, заставляет выходной сигнал усилителя10 отклоняться в положительную сторону со скоростью, которая определяется резистором 102 и конденсатором12Если датчик находится в воэдуЯ.хе, то сигнал напряжения будет продолжать возрастать и после окончания переходного процесса, заставляявыходной сигнал усилителя 10 оставаться на низком уровне при йрово"дящем диоде 18В остальном работа данной схемыне отличается от работы предыдущей.формула изобретенияСигнализатор уровня жидкости, содержащий датчик, выполненный в видетерморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления, преоЬразователь сопротивленияв напряжение, включающий в себя регулируемый источник постоянного напряжения или тока и резистивный делитель, в который включен терморезистор, а также дифференцирующее звено,подключенное к выходу преобразователя, и релейный элемент, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения помехоустойчивости, в не"го введен интегратор, включенныймежду дифференцирующим звеном и релейным элементом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 461308, кл. С 01 Г 33/22, 1973.2. Авторское свидетельство СССРй 574623, кл. С 01 Г 23/22, 1976