СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ ЕМКОСТНОГО КОМПОНЕНТА

1. Измерительное устройство (20) для измерения емкости емкостного компонента (21), характеризующееся тем, что содержит
1
REF
2
REF
средства (23, 24) генерирования импульсов, соединенные с емкостным компонентом (21), емкость которого измеряется, выполненные с возможностью генерирования первой последовательности импульсов (М), частота (f) которых зависит от неизвестной измеряемой емкости, и соединенные с опорным емкостным компонентом (25), который имеет известную опорную емкость (C), и с возможностью генерирования второй последовательности импульсов (L), частота (f) которых зависит от указанной опорной емкости (C); и
1
2
1
2
REF
средства (22, 26) обработки данных, соединенные с указанными средствами (23, 24) генерирования импульсов и предназначенные для определения временной разности (ΔT) между временными интервалами (Т Т), требующимися для того, чтобы первая и вторая последовательности импульсов (М, L) достигли заданного числа импульсов (Th, Th), и для вычисления разности (ΔС) между неизвестной емкостью и опорной емкостью (C) в виде зависимости от указанной временной разности (ΔT).
2. Измерительное устройство по п.1, характеризующееся тем, что указанные средства (23, 24) генерации импульсов содержат
1
1
первое средство (23) генерации импульсов, соединенное с емкостным компонентом (21), емкость которого измеряется, выполненное с возможностью генерации первого сигнала (I) прерывания, когда число импульсов в указанной первой последовательности импульсов (М) удовлетворяет заданному соотношению с первым порогом (Th);
REF
2
2
второе средство (24) генерации импульсов, соединенное с указанным опорным емкостным компонентом (25), который имеет известную опорную емкость (C), выполненную с возможностью генерации второго сигнала (I) прерывания, когда число импульсов в указанной второй последовательности импульсов (L) удовлетворяет заданному соотношению со вторым порогом (Тh);
1
2
1
2
указанные средства (22, 26) обработки данных, принимающие указанные первый (I) и второй (I) сигналы прерывания и выполненные с возможностью определения временной разности (ΔT), соответствующей временному интервалу (ΔT) между моментами генерации первого (I) и второго (I) сигналов прерывания.
1
2
3. Измерительное устройство по п.2, характеризующееся тем, что указанное первое средство (23) генерации импульсов содержит мультивибраторный каскад (23а), соединенный с указанным емкостным компонентом (21), емкость которого измеряется, и выполненный с возможностью генерации указанной первой последовательности импульсов (М), и считающий каскад (23b), принимающий импульсы (М) первой последовательности и генерирующий указанный первый сигнал (I) прерывания; при этом указанное второе средство (24) генерации импульсов содержит мультивибраторный каскад (24а), соединенный с указанным опорным емкостным компонентом (25), выполненным с возможностью генерации указанной второй последовательности импульсов (L), и считающий каскад (24b), принимающий указанные импульсы (L) второй последовательности и генерирующий указанный второй сигнал (I) прерывания.
4. Измерительное устройство по п.3, характеризующееся тем, что указанный мультивибраторный каскад (24а) указанного второго средства (24) генерации импульсов содержит электронную схему, аналогичную электронной схеме мультивибраторного каскада (23а) указанного первого средства (23) генерации импульсов.
5. Измерительное устройство по п.3 или 4, характеризующееся тем, что указанный считающий каскад (24b) указанного второго средства (24) генерации импульсов содержит электронную схему, аналогичную электронной схеме считающего каскада (23b) указанного первого средства (23) генерации импульсов.
6. Измерительное устройство по п.3, характеризующееся тем, что указанный емкостной компонент (21), емкость которого измеряется, содержит первую пластину и вторую пластину, представляющие собой соответственно измерительный электрод (21а) и опорный электрод (21b) указанного измерительного устройства (20); при этом указанный мультивибраторный каскад (23а) первого средства (23) генерации импульсов содержит первый и второй выводы, соединенные соответственно с указанным измерительным электродом (21а) и указанным опорным электродом (2lb).
7. Измерительное устройство по п.3, характеризующееся тем, что указанный мультивибраторный каскад (24а) второго средства (24) генерации импульсов содержит два входа, которые соединены с двумя выводами указанного опорного емкостного компонента (25); при этом указанное измерительное устройство (20) содержит, по меньшей мере, один компенсирующий электрод (45), соединенный с одним из входов указанного мультивибраторного каскада (24а) второго средства (24) генерации импульсов.
8. Измерительное устройство по п.7, характеризующееся тем, что указанный компенсирующий электрод (45) расположен рядом с указанным измерительным электродом (21а), так что один и тот же шум подается на второе средство (24) генерации импульсов и указанное первое средство (23) генерации импульсов.
1
2
1
2
1
2
9. Измерительное устройство по п.2, характеризующееся тем, что указанные средства (22, 26) обработки данных содержат логическую схему (26), принимающую указанные первый (I) и второй (I) сигналы прерывания для генерации логического сигнала (ST), который имеет первое логическое значение, когда первый (I) и второй (I) сигналы прерывания находятся на одном и том же логическом уровне, и, наоборот, имеет второй логический уровень, когда первый (I) и второй (I) сигналы прерывания находятся на разных логических уровнях.
REF
10. Измерительное устройство по п.9, характеризующееся тем, что указанные средства (22, 26) обработки данных содержат блок (22) обработки данных, который принимает и обрабатывает указанный логический сигнал (ST) для определения указанной временной разности (ΔT) и соответствующей разности (ΔС) емкостей; при этом указанный блок (22) обработки данных также определяет неизвестную емкость емкостного компонента (21), емкость которого измеряется, в виде зависимости от указанной разности (ΔС) емкостей и указанной опорной емкости (C).
11. Измерительное устройство (50) для измерения количества жидкости в резервуаре (51), характеризующееся тем, что содержит измерительное устройство (20) по любому из пп.1-10, при этом указанный емкостной компонент (21), емкость которого измеряют, содержит первую пластину и вторую пластины, представляющие собой соответственно измерительный электрод (21а) и опорный электрод (2lb) указанного измерительного устройства (20), причем указанные пластины присоединены к резервуару (51) для формирования вместе с жидкостью в резервуаре (51) конденсатора, емкость которого измеряется в зависимости от количества жидкости в указанном резервуаре (51); при этом указанное средство (26) обработки данных указанного измерительного устройства (20) определяет количество жидкости в резервуаре (51) в виде зависимости от измеренной емкости емкостного компонента (21).
12. Измерительное устройство (50) по п.11, в котором указанный измерительный электрод (21а) и указанный опорный электрод (2lb) присоединены к указанному резервуару (51) или объединены с ним.
13. Способ измерения емкости емкостного компонента (21), характеризующийся тем, что включает в себя этапы, на которых
1
а) соединяют указанный емкостной компонент (21), емкость которого измеряют, со средствами (23, 24) генерации импульсов для генерации первой последовательности импульсов (М), частота (f) которых зависит от неизвестной измеряемой емкости;
REF
2
REF
б) соединяют опорный емкостной компонент (25), который имеет известную опорную емкость (C), с указанными средствами (23, 24) генерации импульсов для генерации второй последовательности импульсов (L), частота (f) которых зависит от указанной опорной емкости (C);
1
2
1
2
в) соединяют указанные средства (23, 24) генерации импульсов со средствами (22, 26) обработки данных для определения временной разности (ΔT) между временными интервалами (T, Т), требующимися для того, чтобы первая и вторая последовательности импульсов (М, L) достигли заданного числа импульсов (Th, Th); и
REF
г) вычисляют с помощью указанных средств (22, 26) обработки данных разность (ΔС) емкостей между неизвестной емкостью емкостного компонента (21) и опорной емкостью (C) в виде зависимости от указанной временной разности (ΔT).
14. Способ по п.13, характеризующийся тем, что
1
1
указанный этап а) включает в себя этап, на котором соединяют указанный емкостной компонент (21) с первым средством (23) генерации импульсов для генерации первого сигнала (I) прерывания, когда число импульсов в указанной первой последовательности импульсов (М) удовлетворяет заданному соотношению с первым порогом (Th);
2
2
указанный этап б) включает в себя этап, на котором соединяют указанный опорный емкостной компонент (25) со вторым средством (24) генерации импульсов для генерации второго сигнала (I) прерывания, когда число импульсов в указанной второй последовательности импульсов (L) удовлетворяет заданному соотношению со вторым порогом (Тh);
1
2
указанный этап в) включает в себя этап, на котором вычисляют временную разность (ΔT) между моментами генерации первого (I) и второго (I) сигналов прерывания.
1
2
15. Способ по п.14, характеризующийся тем, что указанное первое средство (23) генерации импульсов содержит мультивибраторный каскад (23а), соединенный с указанным емкостным компонентом (21), емкость которого измеряют, для генерации указанной первой последовательности импульсов (М), и считающий каскад (23b), принимающий импульсы (М) первой последовательности и генерирующий указанный первый сигнал (I) прерывания; при этом указанное второе средство (24) генерации импульсов содержит мультивибраторный каскад (24а), соединенный с указанным опорным емкостным компонентом (25) для генерации указанной второй последовательности импульсов (L), и считающий каскад (24b), принимающий указанные импульсы (L) второй последовательности и генерирующий указанный второй сигнал (I) прерывания.
16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что включает в себя этап, на котором обеспечивают мультивибраторный каскад (24а) указанного второго средства (24) генерации импульсов, содержащий электронную схему, аналогичную электронной схеме мультивибраторного каскада (23а) указанного первого средства (23) генерации импульсов.
17. Способ по п.15 или 16, характеризующийся тем, что обеспечивают считающий каскад (24b) указанного второго средства (24) генерации импульсов, содержащий электронную схему, аналогичную электронной схеме считающего каскада (23b) указанного первого средства (23) генерации импульсов.
18. Способ по п.15, характеризующийся тем, что указанный емкостной компонент (21), емкость которого измеряют, содержит первую пластину и вторую пластину, представляющие собой соответственно измерительный электрод (21а) и опорный электрод (2lb) указанного измерительного устройства (20); при этом указанный этап а) включает в себя этап, на котором соединяют первый и второй входы указанного мультивибраторного каскада (23а) первого средства (23) генерации импульсов соответственно с указанным измерительным электродом (21а) и указанным опорным электродом (21b).
19. Способ по п.18, характеризующийся тем, что указанный мультивибраторный каскад (24а) второго средства (24) генерации импульсов содержит два входа, которые соединены с двумя выводами указанного опорного емкостного компонента (25); при этом указанный этап б) включает в себя этап, на котором соединяют, по меньшей мере, один компенсирующий электрод (45) с одним из входов указанного мультивибраторного каскада (24а) второго средства (24) генерации импульсов.
20. Способ по п.19, характеризующийся тем, что включает в себя этап, на котором размещают указанный компенсирующий электрод (45) рядом с указанным измерительным электродом (21а), так чтобы один и тот же шум подавался на первое средство (23) генерации импульсов и второе средство (24) генерации импульсов.