Подскажите по возможным схемотехническим решениям для построения емкостного датчика уровня топлива.

Знаком с решениями этой задачи при мониторинге топлива (правда там я схемотехникой датчика не занимался, больше измерениями и обработкой сигнала). Но это был мониторинг, т.е. "показометр", а не измеритель, максимально простой и дешевый. За точностью и стабильностью, там не гнались, реально полученная точность 2-3% в общем-то устраивала.

Сейчас нужно разработать переносной датчик для коммерческого учета. Длина около 1.5 м, точность +/-1 мм.
Думал применить конструкцию в виде коаксиальных труб, где внешняя труба будет "землей", но уперся в то, что рекомендуемые схемы с мостами и синхронными детекторами требуют двух "горячих" обкладок измерительного конденсатора. Как лучше измерять?

При мониторинге применяли генераторные схемы емкость-частота, но не совсем ясно как там обеспечить долговременную стабильность.

Хочется услышать рекомендации людей, практически знакомых с данной темой...

Значит, Вы его будете вставлять-вынимать?

Да, датчик будет переносной. Но вопросы питания, юстировки датчика на резервуаре и т.д. отработаны.
Сейчас вопрос именно в выборе конструкции измерительного конденсатора и методе измерения, чтобы обеспечить метрологию.

Если брать коаксиальную конструкцию, у меня примерно получаются значения емкостей 200/700 пФ для основной секции и 7/22 пФ для секции измерения эпсилон.

Мне вот непонятно... Если датчик постепенно погружать, то можно обнаружить момент контакта, измерить высоту, потом задвинуть до дна.
Или Вы планируете его установить стационарно на какое-то время и в это время измерять?

Да, так можно, но не в этом приборе. Тут методика измерений "дана мне свыше" , менять я ее не могу.
Именно так: погрузили до дна, подождали выравнивания температуры, выставили вертикаль и померяли.

Варианты с ручной рулеткой и с сервомоторчиком выпускаются тоже, но это другой прибор.

По Вашим данным (1,5 м; +- 1 мм) Вам требуется точность 0,07% - прошу прощения, но такие точности достигаются приборами класса "калибратор" (ну или очень близкими к ним), причем в лабораторных условиях!!!!
Кроме того, Вы ничего не сказали про стабильность фракционного состава топлива, а на требуемой точности это уже будет влиять, также как и
температура самого топлива.

Ну, спецы, которые этими вопросом занимались годами, на этом форуме несколько лет назад говорили про необходимость секционности таких датчиков. Причем утверждали, что при этом точность не зависит от общей длины. Мне в таком подходе много чего непонятно, вот и хочется пообщаться со знающими людьми

Пока считаем, что эпсилон топлива однороден.
Температура будет мерятся с небольшой точностью (+/-1..2 градуса), думаю, что этого будет достаточно, чтобы программно скомпенсировать возможные температурные изменения геометрии датчика.

Вот не смотрела, но что-то мне подсказывает, что объемное расширение (от температуры) бензина будет больше, чем
у материала Вашего датчика.

http://www.technoton.by/dut

Так автору нужно 0,07% а в ссылке 0,2%

Вы правы. Если машина стоит на стоянке несколько дней, то на графиках уровня топлива очень хорошо видно когда выходит солнышко, и как потом ночью остывает топливо.

Кстати, внизу обязательно будет мёртвая зона: "неидеальное" топливо(с водой), не до конца вставили датчик, закоротили трубку на бак, неплотно из-за изолятора внизу трубки.

ТС, а вы не думали об измерении давления? Т.е. вставляем в сосуд трубку(или палку), на конце которой датчик давления и по давлению определяем уровень топлива.

Извиняйте, коллеги, но обсуждение все время норовит свернуть к чему-то, что я не спрашивал! Может я плохо объяснил,
может дал лишнюю информацию уводящую от темы







Уровнемер не измеряет ОБЪЕМ топлива, он измеряет УРОВЕНЬ. Вот мне и надо измерять УРОВЕНЬ, который присутствует в момент измерений.
Причем именно ИЗМЕРЯТЬ.
Я уже упоминал, что знаком с датчиками для монторинга топлива (типа вышеупомянутого белорусского ДУТ-Е).
Применяемая там схемотехника не позволяет отнести эти датчики к ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ приборам, это всего лишь ИНДИКАТОРЫ.
Как сделать хороший индикатор я знаю, но мне нужно сейчас сделать хороший измеритель... (уровня! )

а кто-то вам посоветовал измерять объём топлива?

Емкостной измеритель будет давать трудно компенсируемые погрешности от температуры, примесей в топливе и еще ряд погрешностей, которые сегодня даже не видны. 2-3% - отличный результат и на большее не стоит рассчитывать. Для удаленного мониторинга вполне достаточно
Вам уровень измерять или трудоустроить микропроцессор?
Ну почему не повспоминать как проблема успешно и дешево решалась до лазеров и даже лампового триода? Инженер обязан безостановочно думать , даже имея в распоряжении два гвоздя и моток ржавой проволоки.
Отрезок тонкой пластиковой прозрачной трубки (это большой шаг цивилизации по сравнению со стеклом) на линейке , сообщающийся сосуд.
Ну, верх изобретательского искусства - та же мерная трубка с клапаном внизу. Погружаем, кратковременно открываем клапан, упирая щуп в дно, вытаскиваем, читаем непосредственно по линейке. Годится и для относительно строгой ревизии.

Для коммерческого учёта требуется метрологическая аттестация и сертификация в органах Госстандарта. Следует начать с эталонных установок, на которых будет проверяться заявляемая точность измерения уровня. Если таковой установки нет, то у ТС есть возможность стать владельцем такой системы, которая будет состоять из трубы с прозрачной трубкой. Уровень жидкости измеряется металлической линейкой, которая расположена рядом с названной трубкой. Эта система должна быть аттестована как поверочная установка класса 0.05%. Эталонная измеряемая жидкость должна быть безопасна для хранения и эксплуатации. Без такого инструмента ТС разработчик будет работать вслепую...
Следует подумать о мерах пожарной безопасности.
Следует указать диапазон температур окружающей среды и атмосферного давления.
Состав и диэлектрическая проницаемость бензина тоже может изменяться и будет вносить дополнительную погрешность.
ТС должен помнить, что в измерении участвует часть измерительной линии уровнемера , которая расположена ВЫШЕ измеряемого уровня жидкости. Эта часть объёма должна быть изолирована от атмосферы окружающей среды конструкцией датчика.
С перечисленными проблемами пришлось столкнуться практически при аттестации емкостного уровнемера.



http://avtosensor.ru/?page_id=4345 - такой датчик уже разработан, сертифицирован и предлагается для применения в качестве измерителного прибора класса 1% для основной погрешности без учёта дополнительной погрешности.
Хороший прототип для дальнейшей работы в этом направлении.