专利名称：液位智能传感器的制作方法
技术领域：
液位智能传感器属于测量仪器。
目前液位测量的仪器存在量程小、精度低、结构复杂等缺点，不能适应大量程、高精度的场合。
本实用新型的目的是设计一种测量精度高、量程大、工艺又不复杂的液位智能传感器。
本实用新型由激励源、差动变压器组、整流器、放大器、计算机、输出控制显示器组成。差动变压器组由装在非铁磁性材料制成的柱套内的浮子铁芯和绕在柱套上的一次线圈N1～Ni、二次线圈N1a～Nia、N1b～Nib组成，每个二次线圈连接一个整流器，每对整流器与计算机之间串接着一路放大器。放大器由集成差动放大器、调整电路、恒流源电路、输出限幅电路组成。计算机输出带有输出控制显示器。当差动变压器组超过四组以后，放大器与计算机之间还需串接数据选择器。
采用本实用新型测量蒸汽锅炉的水深和各种液体存储罐的深度时，可达到量程1m～20m，当量程大于20m时，还可多个组合实现更大量程。测量精度高，一般误差在0.5mm左右。该实用新型通过计算机不但可显示液位高低，还可显示液体的总重量及体积等参数，还能输出模拟控制信号。
图1为本实用新型的整体原理方框图。
图2为本实用新型实施例的电路结构图。
实施例本实施例由激励源1、差动变压器组2、整流器3、放大器4、计算机5、输出控制显示器6组成。差动变压器组2由装在非铁磁性材料制成的柱套9内的浮子铁芯10和绕在柱套9上的一次线圈N1～Ni、二次线圈N1a～Nia、N1b～Nib组成，既每一组差动变压器由一个一次线圈和两个二次线圈组成。每个二次线圈连接一个整流器3，每对整流器与计算机的A／D转换端之间串接着放大器4。放大器4由集成差动放大器OP07、调整电路、恒流源电路、输出限幅电路组成。调整电路由W1、W2、W3组成，W1调整Nia、Nib因制造和安装时产生的不平衡，W2调整放大器的增益，W3调整零点。恒流源电路由两个集成恒流源3CR3串联在W1调整电路中组成，用以克服整流二极管的非线性，使二极管工作在一个稳定的工作点上，再则用以克服差动变压器二次线圈内阻产生的非线性。如果没有恒流源，浮子铁芯10在柱套9内上下运动时，Na、Nb上的电压也将发生变化，这时(R1＋1／2W1)和(R2＋1／2W1)上的电压也将发生变化，整个回路电流也要发生变化，使二次线圈内阻上所产生的压降也必发生变化，这就导至整个回路线性度不好。有了恒流源后回路电流就恒定了，放大器放大的只是浮子铁芯运动影响互感系数变化而引起的电压变化量。输出限幅电路由D9、D10并接在放大器4的输出端组成，它使放大器的输出电压无论怎样变化都能限制在－0.2V～＋5V之间，以适应计算机的正常工作。计算机5的输出端带有输出控制显示器6，输出控制显示器6由数码显示器7和模拟量输出器8组成，模拟量输出器8由反相器、集成运放串联组成。
当浮子铁芯10在柱套9内随液面上下浮动时，互感系数M必发生变化，二次线圈的感应电压也必发生变化，经整流后加在(R1＋1／2W1)和(R2＋1／2W1)上，经放大器放大输出给计算机，经计算机软件的分析计算得到液位高度，并显示这个高度。同时还输出一个表征高度的模拟电压(或电流)信号用以控制其它设备。
权利要求1.液位智能传感器属于测量仪器，它由激励源1、差动变压器组2、整流器3、放大器4、计算机5、输出控制显示器6组成，其特征在于a、差动变压器组2由装在非铁磁性材料制成的柱套9内的浮子铁芯10和绕在柱套9上的一次线圈N1～Ni、二次线圈N1a～Nia、N1b～nib组成，每一组差动变压器由一个一次线圈和两个二次线圈组成；b、每个二次线圈连接一个整流器3，每对整流器3与计算机5的A/D转换端之间串接着一路放大器4；c、计算机的输出端连接着输出控制显示器6。
2.根据权利要求1所述的液位智能传感器，其特征在于当差动变器组2超过四组以后，放大器4与计算机5之间还需串接数据选择器11。
3.根据权利要求1或2所述的液位智能传感器，其特征在于放大器4由集成差动放大器、调整电路、恒流源电路、输出限幅电路组成；恒流源电路由两个集成恒流源3CRC串接在W1调整电路中组成；输出限幅电路由D9、D10并接在放大器4输出端组成。
4.根据权利要求1或2所述的液位智能传感器，其特征在于输出控制显示器6由数码显示器7和模拟量输出器8组成；模拟量输出器由反相器和集成运放串联组成。
专利摘要液位智能传感器属于测量仪器，现有的液位测量仪器存在量程小，精度低，结构复杂等缺点。本实用新型由激励源、差动变压器组、整流器、放大器、计算机、输出控制显示器组成。差动变压器组由装在非铁磁性材料制成的柱套内的浮子铁芯和绕在柱套上的一次线圈N
文档编号G01F23/22GK2112144SQ9220084
公开日1992年8月5日 申请日期1992年1月20日 优先权日1992年1月20日
发明者张志伟, 魏巍 申请人:魏巍, 张志伟