Miernik poziomu wody. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

W systemie zaopatrzenia w wodę wiejskiego domu 160-litrowa beczka polietylenowa zainstalowana na poddaszu służy jako element magazynujący [1]. Bardzo przydatnym dodatkiem do systemu jest opisany w tym artykule miernik poziomu (objętości) wody w beczce.

Czujnikiem proponowanego miernika jest kondensator złożony z dwóch płytek z pasków folii, zamocowanych pionowo z przeciwnych stron na zewnętrznej powierzchni plastikowej beczki. Pojemność takiego czujnika zależy niemal liniowo od poziomu wody: od 7 pF dla pustej beczki do 270 pF dla prawie pełnej. Wskaźnikiem może być multimetr lub mikroamperomierz wskaźnikowy.

Aby uzyskać sygnał elektryczny proporcjonalny do pojemności, stosuje się dobrze znaną zasadę - przez zmierzoną pojemność czujnika i prostownik diodowy przepuszcza się prostokątne impulsy zgodnie ze schematem podwojenia napięcia. Jeżeli rezystancja obciążenia prostownika jest niewielka, a spadek napięcia na nim znacznie mniejszy niż amplituda impulsów, to średni prąd wyprostowany jest proporcjonalny do pojemności w pierwszym przybliżeniu: I = U f C_д, gdzie U jest amplitudą impulsów pomniejszoną o spadek napięcia na diodach prostowniczych; f to częstotliwość powtarzania impulsów; Z_д - pojemność czujnika.

Prąd ten można przyłożyć do mikroamperomierza, a częstotliwość pulsowania można wybrać tak, aby jego odczyty były wprost proporcjonalne do objętości wody w litrach lub w procentach (objętości maksymalnej). Jeśli zainstalujesz rezystor na wyjściu prostownika i podłączysz do niego woltomierz cyfrowy (multimetr w trybie pomiaru napięcia), możesz uzyskać te same informacje w postaci cyfrowej.

Ryż. 1. Schemat licznika (kliknij, aby powiększyć)

Schemat takiego licznika pokazano na ryc. 1. Składa się z prostokątnego generatora impulsów zmontowanego na trzech elementach logicznych DD1.1 - DD1.3, stopnia buforowego na elemencie DD1.4 oraz prostownika na diodach VD1 i VD2 z kondensatorem wygładzającym C4. Generator pracuje z częstotliwością około 100 kHz. Przy napięciu zasilania 9 V, spadku napięcia na dwóch diodach około 1,2 V i pojemności czujnika 270 pF, prąd wyjściowy obliczony za pomocą powyższego wzoru wyniesie I = (9-1,2)x100x10³x270x10^-12 = 210x10^-6 = 210µA. Dlatego obliczony spadek napięcia na rezystorze R5 wyniesie U_R5 = 210x10^-6x820 = 170 mV. Faktycznie zmierzone napięcie przy prawie pełnej lufie jest mniejsze - około 150 mV.

Miernik jest przeznaczony do współpracy z szeroko stosowanymi multimetrami cyfrowymi serii M83xx, po prawej stronie na rys. 1 pokazuje punkty połączeń z nim. Jeśli ustawisz w multimetrze limit pomiaru 200 mV, rozdzielczość miernika (waga najmniej znaczącej cyfry) wyniesie 0,1 l. Oczywiście błąd w odmierzeniu ilości wody będzie większy, przede wszystkim ze względu na niecylindryczny kształt lufy. Jeśli ustawisz limit pomiaru multimetru na 2 V, odczyty będą w litrach.

Interesujące jest podłączenie wyjścia prostownika miernika do wejść multimetru przy zasilaniu z tego samego źródła. W multimetrze żadne z wejść nie jest bezpośrednio podłączone do zasilania, ale wyjście DC prostownika również nie musi być podłączone do zasilania. Umożliwiło to podłączenie wyjścia prostownika bezpośrednio do wejść „COM” i „VΩmA” multimetru, a podłączenie wyjścia AC prostownika do zasilania wymagało zamontowania kondensatora C3.

Wszystkie części miernika są zainstalowane na jednostronnej płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm, której rysunek pokazano na ryc. 2. Stosowane są rezystory stałe - MLT, strojenie - importowane CA9V lub krajowe SP3-19a, kondensator C2 - K10-17, KM-5. Diody KD510A można zastąpić dowolnym impulsowym krzemem małej mocy.

Ryż. 2. Rysunek planszy

Aby podłączyć do zasilania, obwodów multimetru i czujnika, piny o średnicy 1 mm od złącza serii RP są przylutowane do płytki, a blok zużytej baterii dziewięciowoltowej jest przylutowany do dwóch pinów w celu podłączenia do złącze zasilania multimetru. Możliwość zamontowania płytki miernika w komorze baterii multimetru M83x pokazano na ryc. 3. Jako źródło zasilania zastosowano zasilacz (adapter) ze wzmacniacza anteny telewizyjnej. W nim stabilizator mikroukładu dla napięcia 12 V zastępuje się dziewięciowoltowym (78L09).

Ryż. 3. Opcja instalacji płyty

Jeśli do wskazań używasz mikroamperomierza zamiast multimetru, jako źródła zasilania możesz użyć ładowarki 5 V z telefonu komórkowego. W takim przypadku częstotliwość generowania należy zwiększyć, wybierając kondensator C2, a rezystor R5 należy wykluczyć. Należy jednak pamiętać, że często stabilność napięciowa ładowarek jest niska, a samo napięcie wyjściowe nieznacznie przekracza 5 V. Dlatego należy najpierw sprawdzić, czy napięcie praktycznie się nie zmienia, gdy rezystor o rezystancji 100 ... 200 Ohm jest podłączony do wyjścia ładowarki i gdy zmienia się napięcie sieciowe. Jeżeli tak nie jest, to na jego wyjściu należy zamontować zintegrowany regulator o niskim spadku napięcia, tzw. Low drop dla napięcia 5 V, np. LM2931Z-5.0 lub KR1158EN5 z dowolnym indeksem literowym.

Czujnik składa się z dwóch pasków wypiekowej folii aluminiowej o szerokości 120 mm i długości odpowiadającej wysokości beczki. Do połączenia stosuje się wąskie paski folii miedzianej, które są owinięte na końcach pasków folii, a do tych pasków lutowane są przewody prowadzące do płytki. Paski mocowane są do powierzchni beczki za pomocą lepkiej folii opakowaniowej. Jeżeli odległość lufy od płytki konwertera jest większa niż pół metra, aby wyeliminować efekt sprzężenia pojemnościowego między przewodami, czujnik należy podłączyć do wyjścia elementu DD1.4 przewodem ekranowanym, ekran który musi być podłączony do plusa lub minusa źródła zasilania, a rezystancja rezystora R4 powinna być zmniejszona o połowę. Jeśli odległość między lufą a wskaźnikiem jest większa niż trzy metry, lepiej oddzielić tablicę od wskaźnika, instalując tablicę nie dalej niż pół metra od lufy.

Konfiguracja urządzenia nie jest trudna. Jeśli jako wskaźnik używany jest mikroamperomierz wskaźnikowy, należy bez rezystora lutowniczego R5, wybierając kondensator C2 i rezystor R3, uzyskać odczyty (przy prawie pełnym cylindrze) odpowiadające 150 l, czyli 100%. W przypadku korzystania z multimetru osiąga się to poprzez wybór kondensatora C2 i rezystora R5, a także płynnie przez rezystor R3. Konstrukcja czujnika pokazana jest na rys. 4. Do wskazań autor wykorzystał wyprodukowany wiele lat temu multimetr ze wskaźnikami LED [2].

Ryż. 4. Konstrukcja czujnika

Urządzenie można uzupełnić o drugi czujnik w postaci dwóch poziomych półpierścieni zamocowanych na górze lufy oraz wykonać automat wyłączający pompę po napełnieniu beczki. Jeden półpierścień jest podłączony do wyjścia generatora, drugi do wejścia prostownika. Kondensator C3 nie jest zainstalowany, dolne wyjście prostownika zgodnie z obwodem jest podłączone do minusa źródła, a drugie wyjście jest podłączone do urządzenia progowego, które wyłącza pompę. Aby uniknąć skutków przelewu awaryjnego, należy zainstalować wąż z zaworem zwrotnym [1]!

literatura

1. Biryukov S. Zaopatrzenie w wodę w kraju - CAM, 2015, nr 6, s. 12-14.
2. Biryukov S. Przenośny multimetr cyfrowy. - Zbiór "Pomóc radioamatorowi", t. 100. - M.: DOSAAF, 1988.

Autor: S. Biryukov

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Inteligentny transoptor ze sterownikiem bramy 31.08.2017 Toshiba Electronics Europe ogłosiła wprowadzenie na rynek nowego inteligentnego transoptora TLP5214A ze sterownikiem bramki do sterowania tranzystorami IGBT średniej mocy i tranzystorami MOSFET dużej mocy. Transoptor TLP5214A jest przeznaczony do różnych zastosowań wykorzystujących tranzystory MOSFET i IGBT, w tym falowniki przemysłowe, falowniki solarne, falowniki klimatyzacyjne i serwowzmacniacze. TLP5214A ma wbudowane funkcje, takie jak czas blokowania desaturacji zbocza narastającego, czas filtrowania i optymalizacja wydajności zmiękczania. Zapewnia to niezawodną pracę w określonych trybach poprzez tłumienie krótkotrwałych szumów impulsowych podczas przełączania i określanie wyjścia z nasycenia. Jako ulepszenie TLP5214, nowe urządzenie ma czas blokowania pomiaru napięcia nasycenia narastającego zbocza (DESAT) wynoszący 1,1 µs (typowo) oraz czas filtrowania DESAT wynoszący 90 ns (typowo). Czas soft-off (7 µs) został podwojony w porównaniu do poprzednika. TLP5214A działa przy napięciu zasilania od 15 V do 30 V, a szczytowy prąd wyjściowy może osiągnąć +-4,0 A (maksymalnie). Niskie opóźnienie propagacji (150 ns z tętnieniem +-80 ns) pozwala na zastosowanie urządzenia w szybkich systemach. TLP5214A jest dostępny w pakiecie SO16L o maksymalnej wysokości 2,3 mm, który spełnia wszystkie najważniejsze normy bezpieczeństwa. Napięcie izolacji urządzenia wynosi 5000Vrms, a minimalna droga upływu i prześwit to 8mm.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Miniaturowy optyczny czujnik odblaskowy TCND3000

▪ Alternatywa dla krzemu dla mikroukładów

▪ Jak uchronić się przed rabusiami morskimi

▪ Stworzył hormon zaufania

▪ Super jasny niebieski wyświetlacz LED CVD-5572CB00

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu

▪ artykuł Drukarki. Historia wynalazku i produkcji

▪ Dlaczego błyskawice i grzmoty grzmią przy złej pogodzie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca na prasie do zaciskania bloków. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Pozyskiwanie olejków eterycznych przez tłoczenie lub wyciskanie. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Tłumik mocy nadajnika. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024