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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 수위계. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
시골집의 급수 시스템에서 다락방에 설치된 160리터 폴리에틸렌 통이 저장 요소 역할을 합니다[1]. 시스템에 매우 유용한 추가 기능은 이 문서에서 설명하는 배럴의 수위(체적) 미터입니다. 제안된 계량기의 센서는 반대편에서 수직으로 플라스틱 배럴의 외부 표면에 고정된 호일 스트립의 두 판으로 형성된 커패시터입니다. 이러한 센서의 커패시턴스는 거의 선형으로 수위에 따라 달라집니다. 빈 배럴의 경우 7pF에서 거의 가득 찬 배럴의 경우 최대 270pF입니다. 표시기는 멀티미터 또는 포인터 마이크로암미터일 수 있습니다. 커패시턴스에 비례하는 전기 신호를 얻기 위해 잘 알려진 원리가 사용됩니다. 직사각형 펄스는 센서의 측정된 커패시턴스와 전압 배가 방식에 따라 조립된 다이오드 정류기를 통과합니다. 정류기의 부하 저항이 작고 정류기 양단의 전압 강하가 펄스 진폭보다 훨씬 작으면 평균 정류 전류는 첫 번째 근사치에서 정전 용량에 비례합니다. I = U f Cд, 여기서 U는 펄스의 진폭에서 정류기 다이오드 양단의 전압 강하를 뺀 값입니다. f는 펄스 반복률입니다. 와 함께д - 센서 커패시턴스. 이 전류는 마이크로암미터에 적용할 수 있으며 펄스 주파수는 판독값이 물의 양(리터) 또는 백분율(최대 양의)에 정비례하도록 선택할 수 있습니다. 정류기 출력에 저항을 설치하고 디지털 전압계(전압 측정 모드의 멀티미터)를 연결하면 동일한 정보를 디지털 형태로 얻을 수 있습니다.
이러한 미터의 구성이 그림에 나와 있습니다. 1. 세 개의 논리 소자 DD1.1 - DD1.3에 조립된 직사각형 펄스 발생기, DD1.4 소자의 버퍼 스테이지 및 평활 커패시터 C1가 있는 다이오드 VD2 및 VD4의 정류기로 구성됩니다. 생성기는 약 100kHz의 주파수에서 작동합니다. 9V의 공급 전압, 약 1,2V의 270개 다이오드 양단의 전압 강하 및 9pF의 센서 정전 용량에서 위의 공식을 사용하여 계산된 출력 전류는 I = (1,2-100)x10xXNUMX3h270h10-12 = 210x10-6 = 210µA. 따라서 저항 R5 양단의 계산된 전압 강하는 UR5 = 210x10-6x820 = 170mV. 배럴이 거의 가득 찬 상태에서 실제로 측정된 전압은 약 150mV입니다. 미터는 그림 83의 오른쪽에 있는 M1xx 시리즈의 널리 사용되는 디지털 멀티미터와 함께 작동하도록 설계되었습니다. 200은 연결 지점을 보여줍니다. 멀티미터에서 측정 한계를 0,1mV로 설정하면 미터의 분해능(최하위 자리의 무게)은 2L가 됩니다. 물론 물의 양을 측정할 때의 오차는 주로 통의 비원통형 모양 때문에 더 커질 것입니다. 멀티미터의 측정 한계를 XNUMXV로 설정하면 판독값은 리터 단위로 표시됩니다. 동일한 소스에서 전원이 공급될 때 미터 정류기의 출력을 멀티미터의 입력에 연결하는 것이 중요합니다. 멀티미터에서는 어떤 입력도 전원 공급 장치에 직접 연결되지 않지만 정류기의 DC 출력도 전원 공급 장치에 연결할 필요가 없습니다. 이로 인해 정류기 출력을 멀티미터의 "COM" 및 "VΩmA" 입력에 직접 연결할 수 있었고 정류기의 AC 출력을 전원 공급 장치에 연결하려면 커패시터 C3을 설치해야 했습니다. 미터의 모든 부품은 1,5mm 두께의 호일 유리 섬유로 만든 단면 인쇄 회로 기판에 설치되며 그림은 그림 2과 같습니다. 9. 고정 저항이 사용됩니다 - MLT, 튜닝 - 수입 CA3V 또는 국내 SP19-2a, 커패시터 C10 - K17-5, KM-510. 다이오드 KDXNUMXA는 저전력 펄스 실리콘으로 대체할 수 있습니다.
전원 공급 장치, 멀티미터 회로 및 센서에 연결하기 위해 RP 시리즈 커넥터에서 직경 1mm의 핀을 보드에 납땜하고 사용된 83볼트 배터리의 블록을 3개의 핀에 납땜하여 연결합니다. 멀티미터 전원 커넥터. M12x 멀티미터의 배터리함에 미터 보드를 설치하는 옵션은 그림 78에 나와 있습니다. 09. 텔레비전 안테나 증폭기의 전원 공급 장치(어댑터)를 전원으로 사용했습니다. 그 안에는 XNUMXV 전압의 미세 회로 안정기가 XNUMXV XNUMX(XNUMXLXNUMX)로 대체됩니다.
표시를 위해 멀티미터 대신 마이크로암미터를 사용하는 경우 휴대폰의 5V 충전기를 전원으로 사용할 수 있습니다. 이 경우 커패시터(C2)를 선택하여 생성 주파수를 높여야 하며 저항(R5)은 제외해야 한다. 그러나 종종 충전기의 전압 안정성이 낮고 출력 전압 자체가 5V를 약간 초과한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 100 ... 200 옴은 충전기의 출력에 연결되고 주전원 전압이 변경될 때. 그렇지 않은 경우 전압 강하가 낮은 통합 조정기, 소위 5V 전압에 대한 저강하를 출력에 설치해야 합니다(예: 문자 인덱스가 있는 LM2931Z-5.0 또는 KR1158EN5). 센서는 120mm 너비와 배럴 높이에 해당하는 길이의 두 개의 베이킹 알루미늄 호일 스트립으로 구성됩니다. 연결을 위해 호일 스트립의 끝 부분을 감싸는 좁은 구리 호일 스트립이 사용되며 보드로 이어지는 와이어가 이러한 스트립에 납땜됩니다. 스트립은 끈적한 포장 필름으로 배럴 표면에 부착됩니다. 배럴과 컨버터 보드 사이의 거리가 1.4m 이상인 경우 도체 사이의 용량 결합 효과를 제거하려면 센서를 차폐 와이어로 DD4 요소의 출력에 연결해야 합니다. 이는 전원의 플러스 또는 마이너스에 연결되어야 하며 저항 RXNUMX의 저항은 반으로 줄어들어야 합니다. 배럴과 인디케이터 사이의 거리가 XNUMXm 이상인 경우 배럴에서 XNUMXm 이내에 보드를 설치하여 보드와 인디케이터를 분리하는 것이 좋습니다. 장치 설정은 어렵지 않습니다. 포인터 마이크로 전류계를 표시기로 사용하는 경우 납땜 저항 R5없이 커패시터 C2와 저항 R3을 선택하여 150 l 또는 100 %에 해당하는 판독 값 (거의 전체 배럴 포함)을 달성해야합니다. 멀티미터를 사용할 때 이것은 커패시터 C2와 저항 R5를 선택하고 저항 R3을 부드럽게 선택함으로써 달성됩니다. 센서의 설계는 그림 4에 나와 있습니다. 2. 표시를 위해 저자는 LED 표시기가 있는 수년 전에 제조된 멀티미터를 사용했습니다[XNUMX].
이 장치는 배럴 상단에 고정된 두 개의 수평 하프 링 형태의 두 번째 센서로 보완될 수 있으며 배럴이 채워지면 펌프를 끄는 자동 기계를 만들 수 있습니다. 하나의 하프 링은 발전기의 출력에 연결되고 다른 하나는 정류기의 입력에 연결됩니다. 커패시터 C3은 설치되지 않았으며 회로에 따른 정류기의 하단 출력은 소스의 마이너스에 연결되고 다른 출력은 펌프를 끄는 임계 장치에 연결됩니다. 역류 방지 밸브 [1]가 있는 호스를 설치하여 긴급 범람의 결과를 방지해야 합니다! 문학
저자: S. 비류코프
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