Датчик уровня электропроводящей жидкости

 

Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения - снижение погрешности измерения уровня электропроводящей жидкости. 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, который преобразуется в напряжение преобразователями 6 и 7. На выходе источника 10 питания устанавливается напряжение, контролируемое блоком 16 регистрации. На выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный уровню электропроводящей жидкости относительно МОП-транзисторов 1 и 2. Для проведения измерений переключатели 19 и 20 устанавливаются в положение П, а переключатель 18 находится в произвольном положении. Изменяя масштабные коэффициенты в логарифмическом усилителе 13 и перемножителе - делителе 14, устанавливают на выходе последнего напряжение, равное напряжению на выходе делителя 11 напряжения. 3 ил.

союз советских социллистичесних

РЕСПУ6ЛЖ

ГООудАРОТБе1 1ный Комитет по изовРетяниям и отнРытиям пРИ Гннт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСЖОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ТВУ сЮ 4 G 01 F 23/24 (21) 4044098/24-1 0 (22) 31 .03 .86 (46) 07.04.89. Бюл. N- 13 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Б.И.Подлепецкий и С.В. Фоменко (53) 681 .1 28. 6(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 691678, кл. 1 Ol В 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1116321, кл. G 01 F 23/24, 1980. (54) ДАТЧИК УРОВНЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕИ 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 образуется электропроводящий канал и через

МОП-транзисторы 1 и 2 протекает ток, который преобразуется в напряжение преобразователями Ь и 7. На выходе источника 10 питания устанавливается напряжение, контролируемое блоком

16 регистрации. На выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный уровню электропроводящей жидкости относительно МОП-транзисторов 1 и 2 .

Для проведения измерений переключатели 1 9 и 20 устанавливаются в положение II, а переключатель 18 находится в произвольном положении. Hsменяя масштабные коэффициенты в логарифмическом усилителе 13 и перемножителе-делителе 14, устанавливают на выходе последнего напряжение, равное напряжению на выходе делителя 11 напряжения. 3 ил.

1 471 077

1Î

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 второй

2 МОП-транзисторы, первый 3 и второй 4 резисторы, электрод 5, первый

8 и второй 7 преобразователи ток

, напряжение, первый 8, второй 9 и третий 10 источники питания, делитель 11 напряжения, сумматор 1 2, лог арифми: ческий усилитель 13, перемножитель делитель 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 MOII-транзистора

1 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 MOII-транзистора.l, 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 MOII-транзисторов 1 и 2 осуществляется при помощи токоведущих дорожек 32, которые покрыты слоем диэлектрика. В зависимости от выполнения типа проводимости МОПтранзисторов 1 и 2 первый источник

8 питания должен быть выполнен с соответствующей полярностью напряже. ния. 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 электроду

5 и через первый резистор 3 к первому входу первого преобразователя 6 ток.— напряжение. Второй вход первого преобразователя 6 ток — напряжение соединен с общей шиной. Сток 25 второго МОП-транзистора 2 подключен через второй резистор 4 к первому входу второго преобразователя 7 ток напряжение. Второй преобразователь 7 ток — напряжение соединен вторым входом с общей шиной и выходом с первым входом делителя 11 напряжения. Делитель 11 напряжения соединен вторым входом с выходом первого преобразователя 6 ток — напряжение. Делитель 11 напряжения также подключен выходом к первому контакту первого переключателя 18 непосредственно. Кроме того, делитель II напряжения, подключен через второй переключатель 19 к инвертирующему входу операционного усилителя 1 5. Операционный усилитель

15 подсоединен неинвертирующ и входом через второй переключатель 19 к выходу перемножителя-делителя 14 и к

1 второму контакту первого переключателя 18, переключаемый контакт кото- рого соединен с входом вольтметра 17 постоянного 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 16 регистрации и соответствующими входами сумматора 12 и перемножителя-делителя 14.

Дат чик уровня электропроводящей жидкости работает следующим образом.

При погружении электрода 5 и МОПтранзисторов 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 делятся между собой при помощи делителя ll напряжения. Перед измерением уровня

1471 077 жидкости датчик калибруют установкой первого 18 и второго 19 переключателей в положение I и измерением вольтметром 17 напряжения на выходе делителя 11 напряжения. Затем первый переключатель устанавливают в положение II, а третий переключатель 20 в положение I, на котором создается напряжение вторым источником 9 пита- ц) сия, а на выходе третьего источника

l O питания устанавливается напряжение, контролируемое блоком 16 регистрации. Изменяя масштабные коэффициенты в логарифмическом усилителе 13 15 и в перемножителе-делителе 14, уста-. навливают на выходе перемножителяделителя 14 напряжение, равное напряжению на выходе делителя 11 напряжения. Для проведен :.ч измерений второй 20

1 9 и третий .20 переключатели устанавливают в положение II, первый переключатель 1 8 при этом может находиться в произвольном положении. На входе блока 1 6 регистрации формиру- 25 ется сигнал, пропорциональный уровню электропроводящей жидкости относительно МОП-транзисторов 1 и 2.

Формула изобретения З0

Датчик уровня электроп роводящей жидкости, выполненный в виде

MOII-транзистора и содержащий протяжен. ные в диапазоне измерения уровня

35 сток и исток в полупроводниковои подложке, охваченной слоем диэлектрика, электрод, помещенный в контролируемую электропроводящую жидкость, затвор, образованный контролируемой 4о электропроводящей жидкостью, размещенной в корпусе, первый источник питания подключенный к истоку транI зистора, и второй источник питания, .отлич ающийс я тем,что, с целью снижения погрешности измерения уровня электропроводящей жидкости, он снабжен дополнительным MOII-транзистором, сток и исток в полупроводниковой подложке которого выполнены протяженными в диапазоне изменения уровня, причем расстояние между стоком и истоком дополнительного МОПтранзистора выполнено линейно изменяющимся в направлении изменения уровня контролируемой электропроводящей жидкости, а также снабжен третьим источником питания, первы* и вторым преобразователями ток— напряжение, первьи, вторым и третьим переключателями, делителем напряжения, операционным усилителем и последовательно соединенными сумматором, логарифмическим ускпителем и перемножителем-делителем, первым и вторым резисторами, при этом исток дополнительного МОП-транзистора соединен с истоком и с полупроводниковой подложкой МОП -транзистора, сток которого соединен с электродом и через первый резистор подключен к входу первого преобразователя ток напряжение, сток дополнительного

МОП-транзистора через второй резистор подключен к входу второго преобразователя ток — напряжение, подсоединенного выходом к первому входу делителя напряжения, подключенного вторым входом к выходу первого преобразователя ток — напряжение и выходом к первому контакту первого переключателя, второй контакт которого соединен с выходом перемножителя-делителя и переключаемый контакт которого является первым выходом датчика уровня, а операционный усилитель соединен входами через вто. рой переключатель с первым и вторым контактами первого переключателя и выходом с одним контактом треть его переключателя, другой контакт которого соединен с выходом второго источника питания и третий контакт которого подсоединен к одному входу сумматора и к соответствующему входу перемножителя-делителя, а также к второму выходу датчика уровня, кро- ме того, третий источник питания подключен выходом к соединенным между собой другому входу сумматора и соответствующим входам логарифмического усилителя и перемножителяделителя.

1 471 077

Составитель B. Добровольский

Техред . А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Редактор С. Пекарь

3azas 1581/44 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101