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电子液位计。无线电电子电气工程百科全书

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在无线电爱好者的实践中，有时需要控制封闭罐中的液位。这种具有最小离散性的模拟或数字控制允许使用超声波和电容式液位传感器。然而，这些相当复杂且昂贵的设备仅在工业中使用。本文中描述的电子液位计是离散的，旨在控制各种容器中的液位。

建议的电子液位计可让您控制水或水溶液的体积，包括加热系统中使用的软化水。液位计的工作原理是基于当传感器浸入液体中时传感器触点之间的电阻显着降低。

第一版液位计的方案如图 1 所示。 1. 由电阻器 R6 - R1 之一和连接到输入 6 - 7 之一和公共线 7 的传感器电阻形成的分压器设置逆变器输入处的逻辑电压电平。后者同时充当缓冲元件。逆变器的输出连接到 LED，并在此基础上构建电平表。为了防止可能的干扰和脉冲噪声，每个逆变器的输入端均安装了积分电路 R3C12 - R8CXNUMX。

电子液位计

亮起的 LED 对应于传感器的打开状态。得益于该解决方案，当所有传感器浸入水或溶液中（即容器完全充满时）的电流消耗不超过 2 mA。液位计可以由任何电压为 4 ... 15 V 的稳定电源供电。以低电压 (4 V) 供电时，必须选择电阻器 R13 - R18 以确保 LED 和电阻器达到所需的亮度R1-R6根据DD1微电路逆变器可靠运行的标准。

所有指示灯触发时液位计消耗的总电流，即当水箱为空时，可以通过计算每伏电源电压 IW- 4 mA 来估算。因此，电源电压 Upit = 4 V 时，电流消耗将为 16 mA，而在 15 V - 60嘛。

该液位计的印刷电路板示意图如图 2 所示。 XNUMX.

电子液位计

液位传感器放置在由介电材料制成的圆柱形管道上。每个传感器由两条 10 毫米宽的铜箔条制成，彼此之间的距离为 10...20 毫米。其中一个条带连接到一根公共电线，另一个条带连接到液位计的输入端。管道上有六个传感器。发送器的电线穿过管道内部并使用七针连接器连接到电缆。由于这种设计，一个指示器单元可以与多种传感器一起使用。

每个传感器都根据自己的液体体积进行校准，并通过由七根直径为 2...0,3 mm 的 PEV-0,5 电线制成的电缆连接到指示器单元。在笔者的版本中，电缆长度达到了50m，由于显示单元逻辑输入端工作在恒压状态，且输入阻抗较大，因此对电缆长度没有根本性的限制。

重复设计时，可以使用任何CMOS微电路，其元件已包含在反相器中，例如K561LA7，只需根据设计要求改变印刷电路板导线的接线和控制电平的数量即可。微电路中逆变器的数量。允许使用多个微电路来增加控制级别的数量。

所提出的液位计不适用于 TTL 系列微电路，例如 K155 或 K555，因为这些微电路需要大量输入电流。

逆变器输入端的电阻值可以在很大范围内更改：R1 - R6 - 从 5 到 100 kOhm； R7 - R12 - 从 100 到 750 kOhm。电容器C3-C8的电容应足以衰减脉冲噪声和电源干扰。可以达到1uF。电阻器R13-R18设置HL1-HL6 LED的所需亮度，这些LED可以是在光谱的可见光区域发光并提供足够的亮度且电流消耗不超过10mA的任何LED。

显示单元可通过安装解码器和七段指示器来补充和改进。由于没有标准解码器来显示上图对应的传感器状态，因此决定使用 K155REZ RPZU 芯片作为解码器。同时，受控传感器的数量减少到5个（根据微电路地址总线的宽度）。第二版液位计的方案如图 3 所示。 XNUMX.

（点击放大）

传感器和输入缓冲器元件（即 DD1 芯片的反相器）系统与第一版液位计中使用的系统类似。在组装在 DD2 芯片上的解码器的输入处，数据来自 DD1 的输出。

根据表中提供的固件，七段指示器 HL1 显示有关水箱中最高水位的信息。

电子液位计

由于本设计中使用的 RPZU K155REZ 芯片对电源电压至关重要，因此图 3 所示的器件5、应采用0,25±100V的稳定电压源供电。在指示模式下，电流消耗达到4mA，因此不建议使用自主电源。建议使用电源整流器为指示器供电。在根据第二种方案（图142）制作的液位计板上，有一个安装集成稳定器K5EN15的位置，使用它可以将指示器单元连接到具有输出电压的整流器高达 XNUMX V。

电子液位计

关于施工细节。作为指示器，您可以使用任何带有共阴极的七段指示器。具有共阳极的指示器也可以连接到解码器的输出。在后一种情况下，需要反转RPZU K155REZ编程表中的数据并在每个RPZU输出处打开限流电阻。指示器阳极连接至正极电源线。

该解码器还可以在其他类型和容量的EPROM以及最简单的FPGA（例如PAL16L8和类似的FPGA）上执行，而无需输出电路中的触发器。

作者：I. Tsaplin，克拉斯诺达尔

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