Сигнализатор уровня жидкости

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ((()963478 (61) Дополнительный к патенту

3 (5l) М. Кл. (22) Заявлено 22.08. 79 (21) 2806957/18-10

G 01 F 23/22 (23) Приоритет — (32) 23. о 8. 73 (31) 34265/78 (331 Великобритания

Опубликовано 30. 09. 82.Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30. 09. 82

1оеударствениый комитет

СССР по делам иэооретеиий и открытий (53) УДК 681.128..64(088,8) Иностранцы

Дэвид Гордон Вильямс и Пол Энтони Харрис (Великобритания) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Лукас Индастриз Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель. ИБЛИо"; -„(54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ мент $2J.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам контроля уровня жидкости, и может найти применение в подвижных установках, например, для контроля уровня горючего в баках автомобиля.

Известен сигнализатор уровня жидкости, содержащий терморезисторные датчики, преобразователь сопротивления в электрический сигнал и релей- (О ный каскад 111.

Недостаток известного устройствабольшая инерционность.

-Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 15 сигнализатор уровня жидкости, содержащий термореэисторный датчик, преобразователь напряжения в сопротивление, включающий s себя регулируемый источник постоянного напряжения 20 и резистивный делитель, в который включен терморезистор, дифференцирующее звено, подключенное к выходу преобразователя, и релейный элеОднако устрой ст во обладает низкойй помехоустойчивостью.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, выполненный в виде терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления, преобразователь сопротивления в напряжение,включающий в себя регулируемый источник постоянного напряжения или- тока и резистивный делитель напряжения, в который включен терморезистор, а также дифференцирующее звено, подключенное к выходу преобразователя, релейный элемент, введен интегратор, включенный между дифференцирующим . звеном и релейным элементом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема сигнализатора с питанием цепи датчика от регулируемого источника постоянного напряжения в течение определенного заданного заранее интервала времени, на фиг. 2дящем состоянии.

З 96347 схема сигнализатора с питанием цепи датчика от источника постоянного напряжения.

Сигнализатор (фиг. 1), предназначен для контроля уровня в топливном баке автомобиля при включении зажигания и содержит терморезисторный датчик 1 уровня, установленный в баке с горючим в заданной точке и образующийй с резистором 2 рези сти вный 10 делитель. Питание делителя осуществляетсяя от ре гули руемого и сточни ка постоянного напряжения, образованного усилителем 3 и транзистором 4, база которого подключена к выходу 15 усилителя 3.

Усилитель 3 предназначен для регулирования напряжения в течение определенного отрезка времени после каждого замыкания выключателя 5. Один конец датчика через диод 6 соединен с земляной шиной, а другой его конец через диод 7 подключен к инвертирующему входу усилителя 3. Коллектор транзистора 4 соединен с потенциальной линией питания, а эмиттер его связан с резистором 2 и через последовательно соединенные резистор .8 и конденсатор 9, образующие дифференцирующую цепь с инвертирующим входом усилителя 10, который с резистором 11 и конденсатором 12 образует интегратор . К выходу интегратора подключен релейный элемент, образованный транзисторами 13- 15, в выходную цепь которого включена индикаторная лампа.

Инвертирующий вход усилителя 3 подключен к выходу времязадающей цепи, образованной резистором 16 и конденсатором 17, 40

При замыкании выключателя 5 на инвертирующем входе усилителя 3 устанавливается потенциал, превышающий потенциал на его инвертирующем входе, который в момент замыкания бли- 4 эок нулю, так как конденсатор 17 разряжен, что смещает усилитель в положительную сторону, и транзистор

4 открывается. При этом ток через датчик возрастает до тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе усилителя 3 не становится равным на.пряжению на неинвертирующем входе. После этого ток в датчике регулируется автоматически для поддержания ss этого напряжения, пока конденсатор

17 не заряжается до степени преодоления пороговой величины на диоде

8 4

После этого выходное напряжение усилителя 3 падает, транзистор 4 запирается, и интервал измерения оканчи вается.

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 4.

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 образом, что выход усилителя 10 становится более отрицательным, чем инвертирующий вход, так что диод 18 проводит до тех пор, пока напряжения на двух входах усилителя 10 не сравниваю .ся. Резистор

8 ограничивает возрастание положител ьного напряжения и ограни чи вает, 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 измерения ° На 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 умень-. шаться, 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 связь

963478

Формула изобретения усилителя, 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 отрицательным, чем напряжение на неинвертирующем входе. Таким образом, выходной сигнал усилителя 10 становится положительным, запирая диод 18. В этом случае усилитель 10 работае1 как интегратор, а его передаточная функ- 1S ция определяется резистором 11 и конденсатором 12, постоянная времени которых меньше, чем постоянная времени дифференцирующей цепи, что существенно снижает чувствительность го к помехам, которые имеют очень малую длительность и незначительно влияют на выходное напряжение усилителя.

Выходной сигнал интегратора управ- 2s ляет релейным каскадом, в выходную цепь которого включена индикаторная лампа.

При возрастании выходного сигнала усилителя 10 транзистор 14 начи- зв 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 так40 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, к

43 средней точке которого подключен эмиттер транзистора 22.

При неисправности датчика, напри мер при разрыве или замыкании на землю, это устройстso 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 44, база которого соединена с виходом усилителя 3g, и резистором 2, 6

Общая точка датчика и резистора

2 подключена через диод 7< к инвертирующему входу усилителя 3, которнй управляет транзистором 4

Таким образом, с повышением температуры напряжение на другом конце датчика, которое подключено ко входу дифференцирующей цепи образованной конденсатором 9 и резистором

8, повышается.

При включении имеет место переходный процесс, который заставляет усилитель 10 вырабатывать отрицательный сигнал, При этом обратная связь осуществляется через диод 18

Если датчик погружен в топливо, напряжение на входе дифференцирующей схемы остается постоянным, а ток, протекающий через резистор 8, заставляет выходной сигнал усилителя

10 отклоняться в положительную сторону со скоростью, которая определяется резистором 10< и конденсатором

12 ° Если датчик находится в воэдуЯ. хе, то сигнал напряжения будет продолжать возрастать и после окончания переходного процесса, заставляя выходной сигнал усилителя 10 оставаться на низком уровне при йрово" дящем диоде 18

В остальном работа данной схемы не отличается от работы предыдущей.

Сигнализатор уровня жидкости, содержащий датчик, выполненный в виде терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления, преоЬразователь сопротивления в 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 шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в не" го введен интегратор, включенный между дифференцирующим звеном и релейным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 461308, кл. G 01 F 33/22, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

t 574623, кл. G 01 F 23/22, 1976

{прототип).