Форум РадиоКот

Здравствуйте!
Помогите расчитать схему для уровнемера емкостного?
Уровнемер представляет собой фторопластовую трубку с электродом помещенным внутри. Трубка с электродом помещена в металлическую емкость с жидкостью. Электрод и жидкость в емкости являются обкладками конденсатора, емкость этого конденсатора требуется измерить. Чем выше уровень жидкости, тем больше емкость.
Электрод имеет длину 40 см, D6.
Диаметр фторопластовой трубки 16мм.
Какая может быть хоть примерная емкость если трубка на половину погружена в воду?

Предполагаю, необходимо заряжать этот своеобразный конденсатор, например 5 Вольт и после отключения напряжения заряда измерять длительность разряда?
Или подавать через сопротивление напряжение заряда и следить за длительностью нарастания напряжения на электроде?
Как обычно поступают?
Или лучше генератор + частотомер?

ИМХО, лучше заряжать. Или сделать как обычно - на этом конденсаторе колебательный контур и мерять частоту.

А вторым электродом что является,резервуар? Ёмкость и от расстояния зависит: C=(e*e0*S)/d у воды e=81

nikola1971 писал(а):А вторым электродом что является,резервуар? Ёмкость и от расстояния зависит: C=(e*e0*S)/d у воды e=81

Вторым электродом является жидкость.

А если электрод подключить непосредственно к выводу МК PIC16 или PIC18 (через развязывающий резистор)? Притянуть к плюсу питания сопротивлением в 100 кОм. Программно занулять портом МК электрод конденсатора для полного разряда. Снимать разряд переключением порта в режим входа и считать время до появления заряда уровня лог. высокого уровня. Рабочий ли это метод? Какая требуется частота контроллера для такого использования?

для этой цели есть специальная микросхема сигма-дельта-АЦП от Analog Devices AD7745

P.S. Слесарь, вы на множестве форумов задаете множество разнообюразных вопросов, но я еще ни разу не замечал, чтобы вы согласились хоть с одним предлагаемым вам решением ощущение такое, что вы заранее для себя все решаете, а на форумах занимаетесь "утированием носов" крутым разработчикам - дескать, вы тут умничали, а я два проводка соплями склеил - и оно работает, как я и говорил просто любопытна ваша мотивация...

Мастер Ломастер писал(а):для этой цели есть специальная микросхема сигма-дельта-АЦП от Analog Devices AD7745

P.S. Слесарь, вы на множестве форумов задаете множество разнообюразных вопросов, но я еще ни разу не замечал, чтобы вы согласились хоть с одним предлагаемым вам решением ощущение такое, что вы заранее для себя все решаете, а на форумах занимаетесь "утированием носов" крутым разработчикам - дескать, вы тут умничали, а я два проводка соплями склеил - и оно работает, как я и говорил просто любопытна ваша мотивация...

Люди часто предлагают варианты выходящие за рамки вопроса, например, я спрашиваю - что лучше применить в плане линейности, термосопротивление или термопару? а они начинают рассказывать о правильном ОУ.
Второе: они рассуждают в рамках тех или иных стандартных или типовых решений, я рассуждаю в рамках того что есть сейчас "под рукой". Можно приспособить или нельзя?

AD7745 сейчас посмотрю решение. У меня есть несколько AD7730 мож удастся приспособить метод

емкость подобного вашему датчика будет весьма мала - максимум, сотни пикофарад, и эти пикофарады будут сильно плавать от температуры... поэтому лучше ориентироваться на готовые решения, где вопросам стабильности уделено хорошее внимание...

Кстати, совсем недавно подобная тема тут была, кажется "ёмкостный измеритель уровня топлива" называлась, или что то похожее. Там было много разных "нюансов" обсуждено...

Мастер Ломастер писал(а):емкость подобного вашему датчика будет весьма мала - максимум, сотни пикофарад, и эти пикофарады будут сильно плавать от температуры... поэтому лучше ориентироваться на готовые решения, где вопросам стабильности уделено хорошее внимание...

А какова физика зависимости от температуры? Расширение стенки изолятора? Емкость же, как понимаю, изменится в десяток раз при погружении в воду.

Мастер Ломастер писал(а):для этой цели есть специальная микросхема сигма-дельта-АЦП от Analog Devices AD7745

Нет. Как понимаю, эта микросхема работает с изолированным от земли конденсатором. С одной стороны конденсатора генератор, а с другой стороны АЦП.
Мне требуется метод, где один из электродов конденсатора является землей.

Хотя... Я думаю можно организовать два изолированных электрода в изоляторе. Изолятор погружается в воду.

Есть еще одна вводная - в воде может присутствовать потенциал. Возможно переменного напряжения.

Слесарь писал(а):А какова физика зависимости от температуры? Расширение стенки изолятора? Емкость же, как понимаю, изменится в десяток раз при погружении в воду.

диэлектрическая проницаемость воды зависит от температуры. зависит вполне предсказуемо и влияние может быть скомпенсировано. частоту измерять для таких емкостей будет точнее.

Рисую пробную печатку для уровнемера на базе AD7730.



Измерительный мост будет состоять из конденсаторов 33пФ. Два конденсатора моста будут являться эдектродами в изоляторе. При увеличении уровня воды обвалакивающей изолятор с электродами, емкость меж электродами будет увеличиваться смещая баланс измерительного моста. Смещение будет фиксировать АЦП.

Питается мост из конденсаторов ~100 пФ частотой 250 кГц. Мультиметр не регистрирует половины напряжения в средней точке моста. АЦП еще не настроил, есть реакция только на прикосновение к емкостям. Надо попробовать подключить осцилограф или сразу ставить резисторы паралельно всем конденсаторам моста. Резисторы сбалансируют мост, а изменение емкостей конденсаторов будут вносить разбалансировку.

В принципе, емкостной уровнемер по моей схеме работает. Но уж больно большое влияние наводимой в воде переменки 50Гц. Пробую разобраться с возможностями фильтра микросхемы. Да и схему прибора немного подправить.