專利名稱：液位智能傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
液位智能傳感器屬于測(cè)量?jī)x器。
目前液位測(cè)量的儀器存在量程小、精度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)大量程、高精度的場(chǎng)合。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種測(cè)量精度高、量程大、工藝又不復(fù)雜的液位智能傳感器。
本實(shí)用新型由激勵(lì)源、差動(dòng)變壓器組、整流器、放大器、計(jì)算機(jī)、輸出控制顯示器組成。差動(dòng)變壓器組由裝在非鐵磁性材料制成的柱套內(nèi)的浮子鐵芯和繞在柱套上的一次線圈N1～Ni、二次線圈N1a～Nia、N1b～Nib組成，每個(gè)二次線圈連接一個(gè)整流器，每對(duì)整流器與計(jì)算機(jī)之間串接著一路放大器。放大器由集成差動(dòng)放大器、調(diào)整電路、恒流源電路、輸出限幅電路組成。計(jì)算機(jī)輸出帶有輸出控制顯示器。當(dāng)差動(dòng)變壓器組超過四組以后，放大器與計(jì)算機(jī)之間還需串接數(shù)據(jù)選擇器。
采用本實(shí)用新型測(cè)量蒸汽鍋爐的水深和各種液體存儲(chǔ)罐的深度時(shí)，可達(dá)到量程1m～20m，當(dāng)量程大于20m時(shí)，還可多個(gè)組合實(shí)現(xiàn)更大量程。測(cè)量精度高，一般誤差在0.5mm左右。該實(shí)用新型通過計(jì)算機(jī)不但可顯示液位高低，還可顯示液體的總重量及體積等參數(shù)，還能輸出模擬控制信號(hào)。


圖1為本實(shí)用新型的整體原理方框圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
實(shí)施例本實(shí)施例由激勵(lì)源1、差動(dòng)變壓器組2、整流器3、放大器4、計(jì)算機(jī)5、輸出控制顯示器6組成。差動(dòng)變壓器組2由裝在非鐵磁性材料制成的柱套9內(nèi)的浮子鐵芯10和繞在柱套9上的一次線圈N1～Ni、二次線圈N1a～Nia、N1b～Nib組成，既每一組差動(dòng)變壓器由一個(gè)一次線圈和兩個(gè)二次線圈組成。每個(gè)二次線圈連接一個(gè)整流器3，每對(duì)整流器與計(jì)算機(jī)的A／D轉(zhuǎn)換端之間串接著放大器4。放大器4由集成差動(dòng)放大器OP07、調(diào)整電路、恒流源電路、輸出限幅電路組成。調(diào)整電路由W1、W2、W3組成，W1調(diào)整Nia、Nib因制造和安裝時(shí)產(chǎn)生的不平衡，W2調(diào)整放大器的增益，W3調(diào)整零點(diǎn)。恒流源電路由兩個(gè)集成恒流源3CR3串聯(lián)在W1調(diào)整電路中組成，用以克服整流二極管的非線性，使二極管工作在一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)上，再則用以克服差動(dòng)變壓器二次線圈內(nèi)阻產(chǎn)生的非線性。如果沒有恒流源，浮子鐵芯10在柱套9內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Na、Nb上的電壓也將發(fā)生變化，這時(shí)(R1＋1／2W1)和(R2＋1／2W1)上的電壓也將發(fā)生變化，整個(gè)回路電流也要發(fā)生變化，使二次線圈內(nèi)阻上所產(chǎn)生的壓降也必發(fā)生變化，這就導(dǎo)至整個(gè)回路線性度不好。有了恒流源后回路電流就恒定了，放大器放大的只是浮子鐵芯運(yùn)動(dòng)影響互感系數(shù)變化而引起的電壓變化量。輸出限幅電路由D9、D10并接在放大器4的輸出端組成，它使放大器的輸出電壓無論怎樣變化都能限制在－0.2V～＋5V之間，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)的正常工作。計(jì)算機(jī)5的輸出端帶有輸出控制顯示器6，輸出控制顯示器6由數(shù)碼顯示器7和模擬量輸出器8組成，模擬量輸出器8由反相器、集成運(yùn)放串聯(lián)組成。
當(dāng)浮子鐵芯10在柱套9內(nèi)隨液面上下浮動(dòng)時(shí)，互感系數(shù)M必發(fā)生變化，二次線圈的感應(yīng)電壓也必發(fā)生變化，經(jīng)整流后加在(R1＋1／2W1)和(R2＋1／2W1)上，經(jīng)放大器放大輸出給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件的分析計(jì)算得到液位高度，并顯示這個(gè)高度。同時(shí)還輸出一個(gè)表征高度的模擬電壓(或電流)信號(hào)用以控制其它設(shè)備。
權(quán)利要求1.液位智能傳感器屬于測(cè)量?jī)x器，它由激勵(lì)源1、差動(dòng)變壓器組2、整流器3、放大器4、計(jì)算機(jī)5、輸出控制顯示器6組成，其特征在于a、差動(dòng)變壓器組2由裝在非鐵磁性材料制成的柱套9內(nèi)的浮子鐵芯10和繞在柱套9上的一次線圈N1～Ni、二次線圈N1a～Nia、N1b～nib組成，每一組差動(dòng)變壓器由一個(gè)一次線圈和兩個(gè)二次線圈組成；b、每個(gè)二次線圈連接一個(gè)整流器3，每對(duì)整流器3與計(jì)算機(jī)5的A/D轉(zhuǎn)換端之間串接著一路放大器4；c、計(jì)算機(jī)的輸出端連接著輸出控制顯示器6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位智能傳感器，其特征在于當(dāng)差動(dòng)變器組2超過四組以后，放大器4與計(jì)算機(jī)5之間還需串接數(shù)據(jù)選擇器11。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液位智能傳感器，其特征在于放大器4由集成差動(dòng)放大器、調(diào)整電路、恒流源電路、輸出限幅電路組成；恒流源電路由兩個(gè)集成恒流源3CRC串接在W1調(diào)整電路中組成；輸出限幅電路由D9、D10并接在放大器4輸出端組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液位智能傳感器，其特征在于輸出控制顯示器6由數(shù)碼顯示器7和模擬量輸出器8組成；模擬量輸出器由反相器和集成運(yùn)放串聯(lián)組成。
專利摘要液位智能傳感器屬于測(cè)量?jī)x器，現(xiàn)有的液位測(cè)量?jī)x器存在量程小，精度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型由激勵(lì)源、差動(dòng)變壓器組、整流器、放大器、計(jì)算機(jī)、輸出控制顯示器組成。差動(dòng)變壓器組由裝在非鐵磁性材料制成的柱套內(nèi)的浮子鐵芯和繞在柱套上的一次線圈N
文檔編號(hào)G01F23/22GK2112144SQ9220084
公開日1992年8月5日 申請(qǐng)日期1992年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月20日
發(fā)明者張志偉, 魏巍 申請(qǐng)人:魏巍, 張志偉