Радиомастер гид в мире электроники » Схемы » Измерительная техника » Измеритель уровня воды в резервуаре
Информация к новости
  • Просмотров: 10170
  • Добавил: Natali
  • Дата: 3 апреля 2013
3 апреля 2013

Измеритель уровня воды в резервуаре

Категория: Схемы » Измерительная техника

Схема:
Измеритель уровня воды в резервуаре


На страницах радиолюбительских журналов представлено множество различных измерителей и индикаторов уровня воды. Обычно они сделаны в виде щупов с контактами, и для определения уровня используют свойство электропроводности воды. Здесь используется такой же метод, но число индицируемых уровней может быть 10. Щуп представляет собой пластмассовую трубку, длина которой должна соответ­ствовать глубине резервуара, наполняемого водой.

Устройство датчика:
Внутри трубки проходит по всей её длине луженая медная проволока толщиной около 1 мм. К этой проволоке припаяны резисторы R1 -R10, а выводы этих резисторов через отверстия в трубке выведены наружу. Затем, к выводам этих резисторов, выступающим наружу, припаиваются кусочки «нержавейки» (из нержавеющей стали), которые заранее нужно отформовать в кольца, и далее, под нагревом паяль­ника приклеиваются к корпусу трубки. Внутри трубки проложен еще один провод, идущий к нижней полоске «нержавейки», отформованной кольцом. Далее, после проверки всех соединений, внутренность трубки заливают эпоксидной смолой (или резиновым герметиком). Важно чтобы при заливке не образовались полости, в которые может проникать вода. Данная трубка является щупом, который; укрепляют так, чтобы он был погружен почти, до дна резервуара, а при максимальном заполнении резервуара все контактные кольца должны быть покрыты водой. Электрическая схема измерителя показана на рисунке 2.

Измеритель уровня воды в резервуаре


Устройство измерительной схемы:
В её основе типовая схема измерителя уровня напряжения на основе микросхемы LM3914. Уровень воды индицируется шкалой из 10 светодиодов. Величины сопротивлений R1-R10 подобраны так, что число погруженных в воду контактных колец трубки-щупа оказывается равным числу светящихся светодиодов. Таким образом, высота столбика индикаторных светодиодов точно отображает степень заполнения резервуара. Электрически, щуп-трубка с резисторами R1-R10 образует переменное сопротивление, величина которого изменяется в зависимости от глубины погружения трубки. Это сопротивление вместе с резистором R11 образует делитель напряжения, поступающего на базу транзистора VT1. Соответственно этому напряжению изменяется напряжение на коллекторе VT1, по величине которого и определяется глубина погружения. Транзистор здесь пришлось поставить потому, что входное сопротивление микросхемы LM3914 согласно справочным данным равно 10 кОм. Это очень мало по сравнению с сопротивлением чистой воды. И еще один момент, требующий увеличения входного сопротивления, - для того чтобы имеющиеся в воде растворы солей и прочего не влияли на показания уровня воды, нужно чтобы входное сопротивление было таким высоким, что этими изменениями удельного сопротивления воды на практике можно было пренебречь. А так каскад на транзисторе VT1 увеличивает входное сопротивление до необходимой величины. Конденсатор С1 служит для устранения влияния наводок переменного тока, которые могут проникать через щуп-трубку или по соединительным проводам. Конденсатор С2 делает работу немного заторможенной, чтобы не происходило резкого изменения показаний от каких-то возмущений или волнений в воде, например, возникающих от механического действия насоса, закачивающего воду в резервуар. Соединяется схема индикатора со щупом-трубкой посредством экранированного кабеля, в качестве которого можно использовать практически любой экранированный провод, например, антенный телевизионный РК-75. Если расстояние невелико можно обойтись монтажным проводом или даже телефонной «лапшой». В любом случае, провод не должен быть погруженным в воду, так как это неизбежно приведет к его коррозийному повреждению. Для подключения используется разъемная пара (XP1-XS1) типа «Азия», - как в видеотехнике. Индикаторные светодиоды можно использовать любого типа, с напряжением падения не более 3V. Автор использовал отечественные красные светодиоды АЛ307, но лучше использовать светодиоды повышенной яркости, так индикация будет заметнее. Светодиоды HL1 и HL10 можно заменить мигающими. Это позволит привлечь внимание к критическим состояниям уровня воды. В типовой схеме LM3914 токоограничительных резисторов R19-R28 нет, но как оказалось, в таком режиме выходы LM3914 отдают неравномерный ток и яркость свечения светодиодов получается разной. Резисторы её уравнивают, разгружая выходы ключей микросхемы. Источник питания должен быть стабилизированным, так как от него зависит напряжение, поступающее на базу транзистора VT1. Кроме того, необходимо чтобы источник питания не имел гальванической связи выхода с электросетью (с целью электробезопасности). То есть, оптимальным будет вариант источника с маломощным силовым трансформатором, и интегральным стабилизатором на выходе, например, на микросхеме КР142ЕН8Б или 7812. За основу источника можно взять готовый сетевой адаптер, если он стабилизированный, то никаких изменений в него вносить не нужно. Можно сделать блок питания на основе любого маломощного силового трансформатора, с переменным напряжением на вторичной обмотке 12-15V. Затем, стандартный мостовой выпрямитель, сглаживающий конденсатор и интегральный стабилизатор. Вместо микросхемы LM3914 можно использовать другие аналогичные микросхемы, предназначенные для схем аналоговых индикаторов на светодиодах, но это потребует изменения значений сопротивлений резисторов R1-R10, а так же и их числа. Число этих резисторов должно соответствовать количеству порогов индикации, а соотношение их сопротивлений зависит от закона индикации (линейный, логарифмический). Кроме того, нужно будет выбрать соотношение резисторов R13 и R14 соответственно чувствительности индикаторной микросхемы. Резистором R15 устанавливают яркость горения светодиодов. Все детали индикаторной схемы расположены на макетной печатной плате, представляющей собой решето отверстий с шагом 2,54 мм, с металлизированными дорожками. Такие макетные платы сейчас в продаже встречаются чаще фольгированного стеклотекстолита, и стоят не намного больше. На мой взгляд, при единичном изготовлении электронных приборов лучше пользоваться такими макетными платами, так как разработка и изготовление единичного экземпляра всегда сливаются в процессе. На макетной плате проще проработать схему, внести изменения. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V.



Радиоконструктор №6 2009г стр. 32


Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *

Друзья и партнеры:

Архив новостей

Декабрь 2016 (4)
Ноябрь 2016 (1)
Сентябрь 2016 (3)
Июнь 2016 (1)
Май 2016 (1)
Апрель 2016 (1)
^
 
-->