Вимірювання рівнів (стр. 2 из 2)
Рисунок 5 Структура давача та схема ємнісного рівнеміра
Давач рівнеміра (рисунок 5, а) має робочий конденсатор та три компенсуючі конденсатори, два з яких знаходяться у повітрі і один повністю занурений в досліджуване середовище.
Вимірювальне коло такого рівнеміра складається з генератора змінної напруги, підсилювача, вольтметра та двох трансформаторів Тр1 та Тр2 і працює в режимі статичного зрівноважувального перетворення.
Якщо коефіцієнт підсилення достатньо великий, то можна вважати, що напруга на його вході, зашунтованому паразитною ємністю буде наближатись до нуля, а це означає, що практично буде дорівнювати нулю сума струмів, які надходять на вхід підсилювача через ємності Cp, Cn1, Cn2, Ck.
де U та Uв - відповідно напруга на виході генератора Г та покази вольтметра.
Якщо значення ємностей записати через довжини li відповідних конденсаторів, вимірюваний рівень через Nx, ємність на одиницю довжини відповідного конденсатора в повітрі C0 та відносну діелектричну сталу εx досліджуваного середовища, тобто одержимо:
Отже, покази вольтметра будуть пропорційними вимірюваному рівню Hx і не залежатимуть від значення діелектричної сталої εx.
Отже, покази вольтметра будуть пропорційними вимірюваному рівню Hx і не залежатимуть від значення діелектричної сталої εx.
Однією з мостових схем рівнеміра, розроблених в Інституті електродинаміки АН України, є схема (рисунок 6) з додаванням струмів через ємнісні елементи Сx, Сn та Сk - робочий ємнісний перетворювач та компенсаційні, що знаходяться відповідно в повітрі та досліджуваному середовищі.
Рисунок 6 Мостова схема ємнісного рівнеміра з додаванням струмів
Для того, щоб сума струмів I1, I2 та I3 дорівнювала нулеві
регулюють відношення витків W2/W3.
Якщо ємності відповідних конденсаторів записати через їх довжину (зокрема, вимірюваний рівень Hx) та погонну ємність Ci*, забезпечивши Сx*=Ck*, а також ln/lk=W5/W4, то відлік вимірюваного рівня може бути здійснений за кількістю витків W3.
Зведена похибка кращих зразків ємнісних рівнемірів не перевищує 1 %.
Список літератури
1. Поліщук Є.С., Дорожовець М.М., Яцук В.О. та ін. Метрологія та вимірювальна техніка: Підручник / Є.С. Поліщук, М.М. Дорожовець, В.О. Яцук, В.М. Ванько, Т.Г. Бойко; За ред. проф. Є.С. Поліщука. – Львів: Видавництво “Бескид Біт”, 2003. – 544 с.
2. Поліщук Є.С. Методи та засоби вимірювань неелектричних величин. – Львів: Видавництво НУ “Львівська політехніка”, 2000. – 360 с.
3. Евтихиев Н.Н., Купершмидт Я.А. и др. Измерения электрических и неэлектрических величин. – М.: Энергоиздат, 1990. – 352 с.