24 датчики Измерение уровня жидкости с помощью отраженного сигнала Джим БАРТЛИНГ (Jim BARTLING) Перевод: Илья АФАНАСЬЕВ ilya@gamma.spb.ru В статье описано измерение уровня жидкостей с помощью отраженного сигнала (Time Domain Reflectometry — TDR). <...> Существует несколько способов измерения уровня жидкостей, вот некоторые из них: • использование поплавка и резистивного элемента; • емкостный метод; • с помощью ультразвука. <...> Метод TDR позволяет измерять импеданс длинной линии, используя зондирующий импульс и отраженную энергию (рис. <...> Энергия зондирующего импульса проходит по линии передачи, и, когда импульс достигает точки изменения импеданса, часть энергии отражается обратно к источнику сигнала. <...> Время получения отраженного сигнала определяет электрическую длину линии связи до точки изменения импеданса и может быть измерено по изменению напряжения (рис. <...> 1) содержит: • генератор импульса с выходным сопротивлением Ro, амплитуда импульса Vpulse; • линию передачи с импедансом Zo и электрической длиной To; • нагрузочный резистор Rt. <...> 2 приведена осциллограмма системы с генератором, подключенным к линии передачи (микрополосковая линия с импедансом 50 Ом), закороченная на конце (Rt = 0 Ом). <...> Фронт сигнала вызван отражением сигнала от закороченной микрополосковой линии. <...> Time 0 (0 ns) В момент времени Time = 0 генератор импульса формирует сигнал (спад) амплитудой Vpulse (5 В). <...> Выходное сопротивление генератора (Ro) вместе с линией передачи образует делитель импедансов. <...> Схема измерения TDR (1) Поскольку Ro = Zo = 50 Ом, напряжение в точке А будет равно Vpulse/2 (в начальный момент T = 0). <...> Time To (~9,5 ns) В момент времени To импульс достигает конца линии. <...> При Rt = 0 Ом вся энергия отражается обратно. <...> В точке А напряжение остается равным Vpulse/2, потому что отраженная энергия еще не достигла данной точки. <...> Time 2To (~19 ns) В момент времени Time 2 отраженная энергия достигает точки А. <...> Напряжение Vnode A определяется выражением: Vnode A = Vpulse(Rt <...>