Здравствуйте! Я должен в учебных целях спроектировать тракт измерения уровня песка в бункере. При этом стоит условие, что усилитель, АЦП и схему управления я должен рассчитать отдельно,а первичный преобразователь уровня в напряжение или ток должен быть отдельно. При этом в интернете я сумел найти только готовые решения, где вся электроника уже прилагается. Подскажите какие-нибудь самые элементарные преобразователи, если такие продаются, а если нет, то типовые характеристики абстрактных групп преобразователей. Заранее благодарю.

Простите, а на каком вы курсе ? На первом ? Ну, тогда все еще поправимо. Книг масса. Начиная от Хоровица и Хилла и заканчивая старыми советскими:

http://www.kodges.ru/12507-mikroskhemy-acp...pravochnik.html

http://www.kodges.ru/89985-mikrosxemy-cap-i-acp.html

http://lord-n.narod.ru/walla.html

Ну и поиск на www.analog.com, www.ti.com, www.microchip.com по ключевому слову "ADC" пока никто не отменял ...

Похоже, человеку интересен не Горовиц, а датчик уровня песка. Вот тут подсказать нужно.

Да, именно сам датчик...
Преобразование уровня песка в электрическую величину

Инфракрасный датчик расстояния (IR proximity sensor или IR ranger), закрепленный в верхней части бункера, например что-нибудь из Sharp'овских.

Весы

Между прочим, не нужно улыбок. Самый простой и эффективный способ.
Оптические датчики в реальном песке быстро засоряются.

Во времена перестройки/конверсии делали измеритель уровня угольной пыли в бункере
на ТЭЦ по принципу СВЧ дальномера(высотомера).
Результаты были отличные, хотя до серии так и не дошло.

ВЕС песка сильно зависит влажности, а ТС нужен уровень

А что такое уровень песка?. Если сверху насыпают-- холм. С низу отбирают-- воронка.
Ковшом приезжают-- тоже не понятно.
Вообще задача зависит от многих. Но , как правильно заметили, из автоматизированных весы-- самое то.
А так мерная рейка, просто и понятно

Если углубляться, то да, влажность дает ошибку в массе, оптика - в пыли, миллиметровый радар... до лазерного четырехосевого гироскопа один шаг по-эмбеддерски.
Тут ультразвуковой датчик хорошо бы работал, но готовый датчик что-то не вспомню навскидку. давно не работал. Погрешность по конусу, яме тоже будет, но тогда нужно четко сказать: что есть измеряемый уровень вообще?

Я бы делал бункер стояший на тензодатчиках. Подобных решений много на сайтах весоизмерительных компаний.
На практике хватает двух врезных емкостных датчиков или двух датчиков вертушек.
Когда мне потребовалось контролировать уровень семячки в бункере, я прикрутил два емкостных датчика и нормально.

К чему прикрутил? К каждой семечке?
Жидкости емкостным датчиком - понятно. А сырой-сухой песок разного состава...
Конструкция датчика непонятна.

Здесь есть:
http://www.sensor-com.ru/questions/
и здесь:
http://www.promelectroprivod.ru/rus/produkt/datchiki/
Вы вообще гуглить умеете?

Когда я задал подобный вопрос продавцу в магазине емкостных датчиков, он мне демонстрировал чувствительность на кофе, который они заваривают и пьют. Просто надо уметь правильно задавать вопросы.
Датчик называется - СЕНСОР. Прямо так и написано большими буквами. Они зеленые.

На мой взгляд, стремление "прикрутить электронику" к чему надо, и к чему не надо, доходит иногда до обсурда...
Даже специальная мерная рейка не нужна. Нанесите на внутреннюю поверхность бункера хорошо видимую разметку (линейку).
Можете отградуировать ее сразу и по уровню, и в кубометрах. Посмотрели в бункер - узнали и уровень, и объем, без всяких приборов.
P.S. Если заглядывать в бункер совсем лень - поставьте вэб-камеру с подсветкой, стеклоочистителем, стеклоомывателем и подогревом
в зимнее время. Чего мелочиться-то...

Если это всё ТЗ, то тогда понадобится прозрачная трубка длиной с глубину бака, 3 широкоугольных светодиода и 1 широкоугольный фотодиод (ну или такой же светодиод на это сгодится). Светодиоды расположить в трубке на уровнях малого, среднего и большого заполнения, а фотодиод сверху бака под достаточным углом к трубке.

Процесс измерения — на светодиоды поочерёдно давать микроконтроллером слегка кодированную пачку импульсов, фотодиодом её принимать и микроконтроллером проверять совпадение с посланным. Можно сделать адаптивную подстройку фотоприёмника, подкручивая его смещение с ЦАП микроконтроллера, или поставить какой-либо готовый фотодетектор, например от систем дистанционного управления или IrDA (светодиоды тогда тоже нужны инфракрасные).

Принцип примитивнейший — сигнала со светодиода, заваленного песком, не будет.

В качестве жеста доброй воли к сочинителям подобных учебников можно дополнить конструкцию вторым таким же измерителем, который воткнуть в центр бака, чтобы получать представление о степени воронкообразности насыпанного.

Все эти варианты датчиков кроме тензо, дают неимоверную погрешность. Песок, и прочие сыпучие продукты не растекаются как вода. Песок насыпается в бункер горкой, так же и высыпается из бункера воронкой. Датчик на стенке бункера фиксирует уровень песка с погрешностью в один метр, если диаметр бункера два метра.

Вот моя залипуха:
Управление норией, подача на четвертый этаж в бункер семячки.







Правда наши работники так и не вкурили как пользоваться этой автоматикой. По старинке регулируют лопатой наполнение бункера.

На бункер цемента ставили вибрационные датчики уровня, на разных уровнях по высоте. Для сыпучих материалов как песок самое то.

А нет ощущения, что после первого же "разваливания" заваленного песком фотодиода он через пыль и грязь не будет воспринимать не только "слегка кодированное", но и вообще ничего?


Спасибо за полный ответ. Это куда лучше всяких даташитов.
Не понял только: кто зеленый? Датчик типа СЕНСОР или буквы на нем? Это же крайне важно для рабочих характеристик наверное.

Так лабораторка и состоит в техническом обосновании — надо хорошенько загадить трубку и выяснить требования к мощности излучения и чувствительности приёмника.

Попробуй написать в яндексе - датчик СЕНСОР
На первой странице видно зеленый датчик.

Лучше в Гугле.
Хотя, без разницы.

http://sensor-com.ru/emk/

Ещё во времена СССР помнится обслуживал я хитрый датчик уровня цемента в бункере. Состоял из двух маломощных электродвигателей и вращающей штанги с крыльчаткой лопаточного типа. Один электродвигатель поднимал и опускал штангу а другой её вращал. Уровень определялся по нагрузке на электродвигатель, который вращал штангу с крыльчаткой. Как только крыльчатка погружалась в цемент, возрастал ток электродвигателя, естественно второй электродвигатель поднимал штангу до снижения тока и т.д.

Endress+Hauser. На 5-ой странице хорошая картинка для пояснения работы. Буек на тросике + весы.

Это же уровнемер для жидких сред, нужен для сыпучих.

Еще один бесконтактный электронно-оптический метод, пока еще таких здесь не предлагали.
Нужны видеокамера (веб-камера) и два простых лазера типа «китайская указка», размещаемые по обеим сторонам от камеры. Суть метода изображена на прилагаемом рисунке.
При изменении уровня, видимое на экране камеры расстояние между двумя пятнами от лазеров изменяется. При низком уровне 3 пятна сходятся, а при высоком уровне 1, пятна расходятся. Далее, с помощью микроконтроллера, нужно по видимому в камере расстоянию между пятнами рассчитать высоту уровня.
Достоинство метода – он бесконтактный и нет механических деталей.

Можно использовать четыре лазера, в вершинах квадрата. Тогда можно измерять не только высоту уровня, но и по деформации видимой фигуры квадрата, наклон уровня. Число лазеров можно увеличивать и размещать их под разным углом...

Неправда, "IR ranger" (дальномер переменного базиса) выше уже предлагали. Проблема у оптики — устойчивость к загрязнению, и не факт, что готовые решения могут быть к этому адаптированы.

Можно и 44 лазера с GPS и гироскопами, это сейчас модно. Трудоустроить два десятка МК и программистов при нем.
Мигать полноцветным 3D дисплеем будет красиво. Только уровень песка измерять не будет.
Оптика в пыли и грязи не годится, уже об этом сказали.

У всех зондовых измерителей есть очень существенный недостаток.
При выгрузке бункера образуется конус, который иногда обрушивается, обрывая трос зонда, как нитку.
То же происходит и с датчиком-кабелем при емкостном методе измерения.
Частота таких случаев повышается с влажностью измеряемого материала.

Как правило, высокие бункеры для песка оборудуются вибраторами, которые включаются по мере необходимости. Поэтому приборы также должны выдерживать и вибрацию. Также не припоминаю практических применений, где бы требовалось непрерывное измерение уровня песка, достаточно 3-4 дискретных уровней. Установите на подвесе УЗ уровнемер под сводом бункера, который даст представление об уровне непрерывно, и электромеханические датчики на стенке, для дискретного измерения.

По центру бункера, над выходной горловиной, надо подвесить вертикальный штырь (трубу), на котором установите тензо-датчики, сколько не жалко… Они сразу почувствуют давление песка. Провода от датчиков по трубе поступают куда надо и как надо. И будете счастливы...
А еще проще лестница и палка-щупалка...