Статья 'Схемотехнические решения при использовании поплавковых уровнемеров ' - журнал 'Электроника и электротехника' - NotaBene.ru
по
Journal Menu
> Issues > Rubrics > About journal > Authors > About the Journal > Requirements for publication > Peer-review process > Article retraction > Ethics > Online First Pre-Publication > Copyright & Licensing Policy > Digital archiving policy > Open Access Policy > Article Processing Charge > Article Identification Policy > Plagiarism check policy > Editorial Board > Council of Editors
Journals in science databases
About the Journal
MAIN PAGE > Back to contents
Electronics and Machinery
Reference:

Circuit Design Solutions when Using Float Level Indicators

Pozdnyakov Aleksandr Grigor'evich

Senior university teacher, Don State Technical University

344000, Russia, Rostovskaya oblast', g. G.rostov-Na-Donu, pl.Gagarina, 1, aud. 2-507

pozdn2000@mail.ru
All-Tibbi Visam Husamovich

PhD in Technical Science

associate professor, Don State Technical University

344000, Russia, Rostovskaya oblast', g. Rostov-na-Donu, ploshchad' Gagarina, 1, of. 2-507

nb1979@mail.ru
Begun Vadim Grigor'evich

PhD in Technical Science

associate professor, Don State Technical University

344000, Russia, Rostovskaya oblast', g. Rostov-na-Donu, ploshchad' Gagarina, 1, of. 2-507

Begun@mail.ru

DOI:

10.7256/2453-8884.2017.4.24915

Received:

05-12-2017


Published:

15-02-2018


Abstract: The subject of the study is the transformation of information obtained from discrete sensors that are part of the float level indicators. When measuring the liquid level with a certain accuracy, it is necessary to use numerous discrete sensors the number of which depends on the measurement accuracy required. The number can reach about 150... 200 sensors and more. The resulting unitary code will contain the same number of digits. The code length must be reduced to allow further use of this information. The code must be transformed for this purpose. The methodology of the study is that the information obtained in the process of liquid level measuring must be compressed to reduce the length of the unitary code. Upon converting the information obtained from the discrete sensors using the method proposed in the article the information can be fed to a programmable logic controller for further processing or to the elements of digital indication for displaying the level value. The main conclusion of the study is that the use of digital chips for conversion of the measurement information obtained from the float level indicator allows us to simplify and reduce the cost of circuit design solutions.


Keywords:

float level indicator , digital seven-segment indicator, conversion, binary-decimal code, unitary code, binary code, encoder, reed switch, discrete sensor, level

This article written in Russian. You can find original text of the article here .

При поплавковом способе измерении уровня используется линейный набор дискретных датчиков (герконы или пары светодиод - фотодиод). Эти датчики расположены в виде вертикальной линейки с шагом, величина которого зависит от требуемой точности измерения уровня. В случае использования герконов при приближении поплавка с установленным на нем магнитом к определенному геркону происходит срабатывание этого геркона, что позволяет судить о достижении поплавком уровня, на котором установлен данный геркон [1]. В случае использования пары светодиод - фотодиод поплавок перекрывает световой поток от светодиода к фотодиоду и последний выключается. Для получения информации о величине текущего уровня необходимо преобразовать получаемый в результате последовательного срабатывания датчиков, начиная с нижнего датчика, унитарный код в цифровой двоичный код. А для вывода этой информации на цифровые семисегментные индикаторы необходимо полученный двоичный код преобразовать в двоично-десятичный код.

Для решения данной задачи можно, конечно, использовать программируемый контроллер, но значительно проще, а самое главное –значительно дешевле будет использование цифровых микросхем.

Для преобразования последовательности срабатываний датчиков в цифровой двоичный код используются приоритетные шифраторы 74LS148 [2,3]. Шифратор принимает входную информацию и формирует на выходе двоичный код, эквивалентный десятичному номеру входа, на который поступил активный сигнал. При одновременной активации двух и более входов на выходах шифратора формируется двоичный код, соответствующий десятичному номеру старшего активного входного разряда. Рассмотрим схемотехническую реализацию преобразователя десятичного кода в двоичный. Для конкретности пусть линейка уровнемера состоит из 24 датчиков. Тогда необходимо использовать три приоритетных шифратора 74LS148, на входы которых подключаются выходы всех 24-х датчиков. На рисунке 1 представлена схема преобразователя десятичного кода в двоичный код. Датчик Д1 расположен на высоте, соответствующей минимальному значению измеряемого уровня, а датчик Д24 расположен на высоте, соответствующей максимальному значению измеряемого уровня.

1

Рисунок 1 Схема преобразователя десятичного кода в двоичный код

Младшие разряды выходного двоичного кода 20, 21, 22 формируются на выходах логических элементов 3И-НЕ (микросхемы DD6.1…DD6.3). А старшие разряды выходного двоичного кода 24 и 25 формируются на выходах дополнительного шифратора DD4, на входы которого подаются сигналы с выходов группового сигнала G шифраторов DD1…DD3.В результате на выходе преобразователя формируется пятиразрядный двоичный код.

Получив двоичный код, соответствующий текущему значению уровня, необходимо его преобразовать в двоично-десятичный код для вывода на цифровые индикаторы. Это достигается с помощью преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный код. Здесь используются микросхемы масочных постоянных запоминающих устройств SN74185N [4,5]. Если у нас всего двадцать четыре датчика в измерительной линейке, то будет достаточно одной микросхемы SN74185N. Схема преобразователя пятиразрядного двоичного кода в двухразрядный двоично-десятичный код представлена на рисунке 2.

2

Рисунок 2 Схема преобразователя пятиразрядного двоичного кода в

двухразрядный двоично-десятичный код

Поскольку младшие разряды 20 двоично-десятичного и двоичного кодов соответствующих десятичных эквивалентов совпадают, то младший разряд передается на выход напрямую. Преобразование входного кода начинается со второго разряда. Так как выходы микросхемы SN74185N выполнены по схеме с открытым коллектором, поэтому используются дополнительные резисторы нагрузки R1…R5.

Если количество датчиков в измерительной линейке больше двадцати четырех, необходимо увеличение разрядности преобразователя. Это достигается путем каскадного соединения данных микросхем. На рисунке 3 показана схема преобразователя восьмиразрядного двоичного кода в трехразрядный двоично-десятичный код.

3

Рисунок 3 Схема преобразователя восьмиразрядного двоичного кода в

трехразрядный двоично-десятичный код

References
1.
2.
3.
4.
5.
Link to this article

You can simply select and copy link from below text field.


Other our sites:
Official Website of NOTA BENE / Aurora Group s.r.o.