УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА В ТОПЛИВНОМ БАКЕ

Полезная модель относится к устройствам для измерения уровня топлива в баке и может быть использована в автохозяйствах для мониторинга автотранспорта с контролем уровня топлива.
Известен емкостной уровнемер, включающий многосекционный датчик в виде последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит непрерывный датчик уровня и аналого-цифровой преобразователь, состоящий из последовательно соединенных преобразователя ток-напряжение и преобразователя напряжение-код. (АС СССР №1118867, кл. G01F 23/26, 1983)
Недостатком емкостного уровнемера является наличие дополнительной погрешности в случае непостоянной диэлектрической проницаемости по высоте резервуара.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является устройство для измерения уровня топлива в баке, содержащее датчик уровня, выполненный в виде емкости, и аналого-цифровой преобразователь (патент РФ №2042928, Кл. G01F 23/26)
Недостатком этого устройства является недостаточно стабильное и точное измерение уровня топлива, а также недостаточно высокая надежность и высокая себестоимость изготовления.
Технический результат заявленной полезной модели - обеспечение стабильного и точного измерения уровня топлива в топливном баке, что позволит внедрить в автохозяйствах мониторинг автотранспорта. Заявленное устройство обеспечивает высокую степень интеграции, просто в изготовлении, легко воспроизводимо, имеет высокую надежность и низкую себестоимость изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для измерения уровня топлива в баке, содержащее датчик уровня, выполненный в виде емкости, и аналого-цифровой преобразователь, снабжено преобразователем интерфейса и микропроцессором, при этом выводы датчика соединены со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход последнего связан со входом преобразователя интерфейса, а выход последнего подсоединен к однопроводной магистрали передачи данных на блок сбора и передачи данных.
2
При этом в качестве аналого-цифрового преобразователя использован преобразователь емкость - код с интерфейсом IС и термодатчиком, в качестве преобразователя интерфейса использован цифровой преобразователь с интерфейсом LIN, имеющий в своем составе стабилизатор питания с низким падением напряжения, а в качестве
устройства управления использован восьмиразрядный микроконтроллер.
В заявленном устройстве используется емкостной датчик, не чувствительный к проводимости среды между электродами.
На прилагаемом чертеже изображена электрическая схема заявленного устройства.
Устройство для измерения уровня топлива в топливном баке содержит емкостной датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2, микропроцессор 3 и преобразователь интерфейса 4. Выводы 5 датчика 1 соединены со входом аналого-цифрового преобразователя 2, выход которого связан со входом микропроцессора 3. Выход микропроцессора 3 подсоединен ко входу преобразователя интерфейса 4, выход которого связан с однопроводной магистралью передачи данных 6 на блок сбора и передачи данных (не показано).
2
В качестве аналого-цифрового преобразователя 2 использован преобразователь емкость - код с интерфейсом IС и термодатчиком, микросхема AD7745 фирмы AD. (Аналог девайс, Analog Devices, Inc - (США))
В качестве микропроцессора 3 использован восьмиразрядный микроконтроллер 78КО производства фирмы NEC (Япония)
В качестве преобразователя интерфейса LIN и стабилизатора напряжения питания 4 использована микросхема TLE6286G, производитель - фирма Infineon. (Инфинеон - Германия)
Устройство работает следующим образом.
При подаче напряжения питания, микропроцессор производит самотестирование и начальную установку (настройку) аналого-цифрового преобразователя. Питание устройства осуществляется встроенным в преобразователь интерфейса стабилизатором напряжения.
2
Микропроцессор является управляющим элементом, производит обмен данными по последовательному интерфейсу с аналого-цифровым преобразователем (передает команду АЦП начать преобразование). После этого АЦП преобразует величину емкости датчика в цифровой код и передает полученные данные по последовательному интерфейсу IС в микропроцессор. Микропроцессор накапливает полученные данные в своем запоминающем устройстве, и передает команду АЦП начать новое преобразование. Процесс повторяется. Микропроцессор производит математическую обработку (усреднение) принимаемых от АЦП данных и записывает величину емкости датчика в свое запоминающее устройство. По команде внешнего устройства сбора и передачи данных, поступающей по однопроводной магистрали передачи данных через преобразователь интерфейса, микропроцессор передает текущее значение емкости датчика через преобразователь интерфейса по однопроводной магистрали передачи данных внешнему устройству сбора и передачи данных.
В заявленном устройстве фиксированное напряжение возбуждения поступает непосредственно на один из электродов емкостного датчика.
Питание устройства осуществляется встроенным в преобразователь интерфейса стабилизатором напряжения.
Использование такой схемы для измерения уровня топлива в баке путем прямого подключения емкостного датчика к аналого-цифровому преобразователю обеспечивает высокую разрешающую способность, точность и линейность. Кроме того, такой интерфейс не чувствителен к величине емкости между выводами датчика и «землей», или к току утечки на «землю».
Преобразователь 2 емкостного датчика 1 в цифровой код воплощен полностью в виде однокристального устройства AD7745, что в результате обеспечило высокую степень интеграции, простоту реализации схемы, высокую повторяемость, высокую надежность и значительное снижение себестоимости изготовления.