Введение
Глава 1: Аналитический обзор методов и средств измерения уровня топлива 15
1.1 Анализ методов измерения уровня топлива 15
1.2 Особенности применения емкостного метода в системах измерения и контроля уровня 18
1.3 Исследование конструктивных особенностей емкостных первичных преобразователей уровня 22
1.3.1 Принцип инвариантности в построении измерительных устройств 23
1.3.2 Исследование функций преобразования коаксиальных датчиков уровня 25
1.3.3 Конструктивные методы учета и компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды 32
1.3.4 Совершенствование конструкций коаксиальных датчиков уровня топлива с использованием различных методов подключения компенсационного датчика к вычислительному устройству 34
1.4 Выводы 49
Глава 2: Методы обработки измерительных сигналов первичных преобразователей информационно измерительных систем контроля уровня топлива 51
2.1 Методы обработки измерительных сигналов емкостных уровнемеров на переменном токе 51
2.2 Методы обработки измерительных сигналов емкостных уровнемеров по параметрам переходных процессов 56
2.3 Сравнительный анализ методов обработки измерительных сигналов 60
2.4 Исследование методов преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени 63
2.4.1 Исследование методов определения информативного параметра регистрируемого сигнала по мгновенным значениям переходного процесса 63
2.4.2 Алгоритмы оценки постоянной времени измерительной цепи с использованием цифрового дифференцирования 65
2.5 Математическое моделирование системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям 66
переходного процесса
2.5.1 Параметры математического моделирования 70
2.5.2 Моделирование погрешности квантования по уровню 73
2.5.3 Анализ погрешности квантования 74
2.6 Сравнение точности математических моделей системы обработки измерительных сигналов по параметрам переходного процесса 77
2.7 Оценка составляющих результирующей погрешности системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям переходного процесса 79
2.7.1 Анализ влияния линейности функции преобразования АЦП на погрешность оценки постоянной времени 79
2.7.2 Оценка влияния погрешности датирования отсчетов на результат оценки f 84
2.7.3 Определение зависимости между скоростью изменения напряжения на конденсаторе и апертурным временем 88
2.7.4 Оценка влияния сопротивления утечки в первичных преобразователях емкостных уровнемеров на погрешность оценки постоянной времени 90
2.7.5 Аналитическая оценка погрешности метода определения постоянной времени 93
2.7.6 Оценка результирующей погрешности системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям переходного процесса 95
2.8 Выводы 96
Глава 3: Разработка емкостного способа измерения урвоня топлива, инвариантного к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды 99
3.1 Анализ структурных схем измерения уровня емкостным методом 99
3.2 Разработка алгоритма измерения уровня жидкости, инвариантного к изменению относительной диэлектрической
проницаемости среды 100
3.2.1 Разработка способа и алгоритма измерения уровня 100
3.3 Оценка погрешности методов компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды 104
3.3.1 Аналитическая оценка составляющих погрешности алгоритма расчета уровня для предлагаемой структуры первичных преобразователей 111
3.4 Имитационное моделирование информационно-измерительной системы непрерывного контроля уровня топлива 114
3.4.1 Сравнительный анализ точности информационно измерительной системы контроля уровня топлива с использованием различных методов компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости 114
3.4.2 Оценка влияния емкости компенсационного датчика на точность измерения уровня 120
3.5 Выводы 122
Глава 4 Программная и аппаратная реализация системы непрерывного контроля уровня топлива 123
4.1 Разработка конструкции вторичного измерительно-вычислительного устройства 123
4.2 Разработка программного обеспечения вторичного измерительно-вычислительного устройства 131
4.3 Характеристики АЦП вторичного измерительно-вычислительного устройства 133
4.4 Экспериментальные исследования информационно- 138 измерительной системы непрерывного контроля уровня 4.5 Выводы 146
Основные результаты и выводы 148
Список использованной литературы
