CN100408986C

CN100408986C - 电磁流量计信号转换器的校验器

Info

Publication number: CN100408986C
Application number: CNB2005100252588A
Authority: CN
Inventors: 李斌; 曹金亮; 詹鹏飞
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: Shanghai University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: CN1673695A

Abstract

本发明涉及一种电磁流量计信号转换器的校验器。它包括待校验的外部电磁流量计信号转换器和输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号的电阻网络，外部电磁流量计信号输转换器的励磁电流输出，经一个双向稳压器连接一个变压器的初级输入，变压器的次级输出连接电阻网络的输入，电阻网络的输出经一个全波整流器后，分别连接一个续流电路的输入和一个恒流源电器的输入，恒流源电路的输出连接一个取样电阻；所述的电阻网络同时输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号连接到所述的外部电磁流量计信号转换器的信号输入。本发明利用电磁流量计信号转换器输出的励磁电流提供电源及同步信号，得到模拟电磁流量计传感器的输出信号，该模拟信号相对大小可无级调整及测量；并且可以根据不同类型的转换器调整输出信号，可以模拟不同的流速信号及不同的流体阻抗，输出信号的相对幅值可以用普通数字电压表测量，可用于不同厂家的电磁流量计信号转换器产品的校验。

Description

电磁流量计信号转换器的校验器

技术领域：

本发明涉及一种电磁流量计信号转换器的校验器。

技术背景：

电磁流量计信号转换器的校验器是一种对电磁流量计信号转换器进行性能测试及标定的装置。已有的电磁流量计信号转换器的校验器是由一系列高精度的电阻网络组成，一般只能进行定点的测试及标定，如由蔡武昌等所著《电磁流量计》一书中所述的校验器，并且需要外接电源，没有测试及标定值的监测端口，无法知道电阻网络长期准确性，即难以保证测试及标定值的精度。由于不同厂家的转换器的放大倍数等参数不同，因此，这样的电磁流量计信号转换器的校验器只能在无监测条件下对特定电磁流量计信号转换器进行特定点的测试及标定。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种电磁流量计转换器的校验器，能直接利用电磁流量计信号转换器输出的励磁电流来提供校验器的电源及同步信号，可无级调整测试及标定值，并且提供了一个测试及标定值监测点，通过一个万用表的监测就可保证每个测试及标定值的比对精度。本发明的电磁流量计转换器的校验器可用于各种电磁流量计信号转换器的校验。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电磁流量计信号转换器的校验器，包括待校验的外部电磁流量计信号转换器(8)和输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号的电阻网络(3)，其特征在于外部电磁流量计信号转换器(8)的励磁电流输出口(S1)的两个端子与一个双向稳压器(1)并联后再分别连接到一个变压器(2)的初级输入口的两个端子，变压器(2)的次级输出口(S2)的两个输出端的其中之一连接电阻网络(3)的输入口，另一端接一个全波整流器(4)的两个交流输入端的其中之一，电阻网络(3)的输出口连接到一个全波整流器(4)的两个交流输入端中的另一个；全波整流器(4)的阳极同时接到一个续流电路(5)的输入口和一个恒流源电路(6)的输入口，续流电路(5)输出口连接到全波整流器(4)的阴极，恒流源电路(6)的输出口连接一个取样电阻(7)的输入口，取样电阻(7)的输出口也连接到全波整流器(4)的阴极；所述的电阻网络(3)同时输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号(S3)到所述的外部电磁流量计信号转换器(8)的信号输入口；上述的电阻网络(3)由两个电阻(R1、R2)及可调电阻器(R3)构成，这两个电阻(R1、R2)串联后一端连接变压器(2)的次级和电阻器(R3)的一端，另一端连接该电阻器(R3)的中心抽头；电阻器(R3)的第三端连接全波整流器(4)；所述串联的两个电阻(R1、R2)的两端和中点连接电磁流量计信号转换器(8)的信号输入口，其中的中点连线为电阻网络(3)输出流体流速信号(S3)的基准点；上述的双向稳压器(1)为一个双向稳压管(D1)，变压器(2)为低频变压器(T1)，双向稳压管(D1)与低频变压器(T1)的初级并联，低频变压器(T1)的次级一端连接电阻网络(3)，另一端连接全波整流器(4)；上述的全波整流器(4)为整流桥(D2)，续流电路(5)由一个开关(SW1)串联一个电容(C1)构成，整流桥(D2)的直流输出的阴极连接开关(SW1)的另一端，电容(C1)的另一端连接整流桥(D2)的直流输出的阳极；上述的恒流源电路(6)由一块型号为LM334Z的集成芯片(U1)和另两个电阻(R4、R5)构成，集成芯片(U1)的V₊脚连接整流桥(D2)直流输出的阳极，其V脚连接取样电阻(7)，而其V_-脚与ADJ脚之间串接所述的另两个电阻(R4、R5)；取样以阻(7)由一个电阻(R6)构成，其一端连接恒流源电路(6)，而另一端连接整流桥(D2)直流输出的阴极，该电阻(R6)的两端输出能够用来计算流体流速信号(S3)的正负幅值(B)的测量信号(S4)。

本发明的工作原理如下：

1)将电磁流量计励磁电流S1的两个输出端分别与双向稳压电路(1)两端及变压器(2)初级线圈的两个输入端并联，变压器(2)次级线圈输出与S1电气隔离的信号同步源和工作电源S2；

2)变压器(2)次级线圈输出信号S2的两个输出端分别接电阻网络(3)的输入端和全波整流器(4)的交流输入端，全波整流器(4)的直流输出端为由可调恒流源(6)和取样电阻(7)串联形成的负载回路提供电源，其中全波整流器(4)的阳极接可调恒流源(6)的输入及续流电路(5)的一端，全波整流器(4)的阴极接续流电路(5)的另一端及取样电阻(7)的一端，取样电阻(7)的另一端接恒流源电路(6)的输出。当续流电路(5)的开关SW1断开时，由可调恒流源(6)确定的电流I值A决定了流经电阻网络(3)输入端的正负交变电流i的正负幅值A，使电阻网络(3)输出校验器的输出信号S3，S3信号有正负幅值B：

B＝K×A，K为衰减系数，由电阻网络(3)中的电阻值决定；

3)由电容和开关SW1组成的续流电路(5)并联在全波整流器(4)的直流输出端，续流电路(5)的开关SW1接通时使可调恒流源(6)确定的电流I值A在取样电阻(7)上形成可直接测量的直流电压信号S4，通过信号S4可以得到信号S3交变电流i的正负幅值A：

A＝S4/R，R是取样电阻(7)的阻值。

4)通过在续流电路(5)的开关SW1断开时，由可调恒流源(6)电流I值A确定校验器的输出信号S3，再在续流电路(5)的开关SW1闭合时，通过在对信号S4的测量，得出实际校验器输出信号S3的正负幅值B：

B＝K×S4/R

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出特点和显著优点：利用励磁电流提供电路工作的电源，省去了通常模拟信号发生器所用的电池；采用输出电阻网络与恒流电路串联方式，所得到的输出信号严格对称，能模拟流体在管道中匀速流动的状态；输出信号与励磁信号同步，信号大小能无级调整并能测量相对大小，可以适应不同厂家的转换器，特别适合电磁流量计信号转换器生产过程进行性能校验。

附图说明：

图1是本发明一个实施的结构框图。

图2是图1示例的电路原理图。

图3是图1示例的工作时各部分电流波形图。

具体实施方案：

本发明的实施例结合附图详细说明如下：

参见图1，本电磁流量计信号转换器的校验器包括待校验的外部电磁流量计信号转换器8和输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号的电阻网络3，外部电磁流量计信号输转换器8的励磁电流输出S1，经一个双向稳压器1连接一个变压器2的初级输入，变压器2的次级输出S2连接电阻网络3的输入，电阻网络3的输出经一个全波整流器4后，分别连接一个续流电路5的输入和一个恒流源电器6的输入，恒流源电路6的输出连接一个取样电阻7；所述的电阻网络3同时输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号S3连接到所述的外部电磁流量计信号转换器8的信号输入。上述的电阻网络3由两个电阻R1、R2及一个可调电阻器R3构成，这两个电阻R1、R2串联后一端连接变压器2的次级和可调电阻器R3的一端，另一端连接该电阻器R3的中心抽头；电阻器R3的另一端连接全波整流器4；所述串联的两个电阻R1、R2的两端和中点连接电磁流量计信号转换器8的信号输入，其中中点连线为电阻网络3输出流体流速信号S3的基准点。上述的双向稳压器1为一个双向稳压管D1，变压器2为低频变压器T1，双向稳压管D1与低频变压器T1的初级并联，低频变压器T1的次级一端连接电阻网络3，另一端连接全波整流器4。上述的全波整流器4为整流桥D2，续流电路5由一个开关SW1串联一个电容C1构成，整流桥D2的直流输出的阴极连接开关SW1的一端，电容C1的一端连接整流桥D2的直流输出的阳极。上述的恒流源电路6由一块型号为LM334的集成芯片U1和两个电阻R4、R5构成，集成芯片U1的2脚连接整流桥D2直流输出的阳极，其3脚连接取样电阻7，而其3脚与1脚之间串接两个电阻R4、R5；取样电阻7由一个电阻R6构成，其一端连接恒流源电路6，而另一端连接整流桥D2直流输出的阴极，该电阻R6的两端输出可计算校验器输出信号S3的正负幅值B的测量信号S4。

图2中，所有以R为标识的元件为电阻，单位为欧姆，其中R3与R4为可调电阻器。D1为5伏双向稳压二极管，D2为普通全波整流桥，SW1为开关，C1为电容，U1为可调电流源LM334，T1为1∶1变压器，选用工作频率可低至2赫兹的低频变压器，S1为励磁电流接入信号、S3为输出的模拟流体流速大小的信号，S4为电流源在电阻R6上产生的的电压信号。

电磁流量计转换器的励磁电流S1经输出线接入系统，电流经双向稳压电路D1限幅，使变压器T1可以在不同励磁电流输入情况下，得到电压幅值正负对称的输入。

变压器输出串联的R1~R2组成输出匹配网络，输出信号通过S3输出，通过调整R3可在恒流电路电流一定的情况下对输出信号进行调整。通过该匹配网络的电流大小与由通过恒流源电路U1决定，由S3所得输出信号大小与通过由恒流源电路决定的电流大小成正比，且与输入的励磁电流同步。

全波整流电路D2输出为U1提供电源，U1为可调恒流源电路，本例中选用LM334，通过调整R4可对其电流进行调整，电流的大小可通过测量R6两端的电压得到。当用普通电压表测量通过该电压时，要将开关SW1接通，电容C1接入电路起到滤波作用，使电流源电路得到稳定的电源输入，从而在R6两端得到稳定的可准确测量的电压，测量完毕断开SW1。

在图2所示的电路中，通过调整恒流源电流，得到的电流为2微安至4毫安，可在S3得到输出电压范围约为0微伏至40毫伏，相应在测量电阻R6两端产生的电压大小范围约为200微伏至400毫伏，可用普通数字电压表测量。调整R3及R4，可使本装置适应不同厂家的电磁流量计转换器。

本电磁流量计信号转换器的校验器工作时，其各部分的电流波形示于图3。

Claims

1. 一种电磁流量计信号转换器的校验器，包括待校验的外部电磁流量计信号转换器(8)和输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号的电阻网络(3)，其特征在于外部电磁流量计信号转换器(8)的励磁电流输出口(S1)的两个端子分别与一个双向稳压器(1)的两个端子连接，该双向稳压器(1)的两个端子再分别接到一个变压器(2)的初级输入口的两个端子；变压器(2)的次级输出口(S2)的两个输出端的其中之一接到电阻网络(3)的输入口，另一端接一个全波整流器(4)的两个交流输入端的其中之一，电阻网络(3)的输出口连接到全波整流器(4)的两个交流输入端中的另一个；全波整流器(4)的阳极同时接到一个续流电路(5)的输入口和一个恒流源电路(6)的输入口，续流电路(5)输出口连接到全波整流器(4)的阴极，恒流源电路(6)的输出口连接到一个取样电阻(7)的输入口，取样电阻(7)的输出口也连接到全波整流器(4)的阴极；所述的电阻网络(3)同时输出模拟电磁流量计要测量的流体流速信号(S3)到外部电磁流量计信号转换器(8)的信号输入口；

所述的电阻网络(3)由两个电阻(R1、R2)及可变电阻器(R3)构成，这两个电阻(R1、R2)串联后一端连接变压器(2)次级和可变电阻器(R3)的一端，另一端连接该电阻器(R3)的中心抽头；该电阻器(R3)的第三端连接全波整流器(4)的所述两个交流输入端中的另一个；所述串联的两个电阻(R1、R2)的两端和中点连接电磁流量计信号转换器(8)的信号输入口，其中的中点连线为电阻网络(3)输出流体流速信号(S3)的基准点；

所述的双向稳压器(1)为一个双向稳压管(D1)，变压器(2)为低频变压器(T1)，双向稳压管(D1)与低频变压器(T1)的初级并联，低频变压器(T1)的次级一端连接电阻网络(3)，另一端连接到全波整流器(4)；

所述的全波整流器(4)为整流桥(D2)，续流电路(5)由一个开关(SW1)串联一个电容(C1)构成，整流桥(D2)的直流输出的阴极连接开关(SW1)的一端，电容(C1)的一端连接整流桥(D2)的直流输出的阳极。

2. 根据权利要求1所述的电磁流量计信号转换器的校验器，其特征在于恒流源电路(6)由一块型号为LM334Z的集成芯片(U1)和另两个电阻(R4、R5)构成，集成芯片(U1)的V+脚连接整流桥(D2)直流输出的阳极，其V-脚连接取样电阻(7)，而其V-与ADJ脚之间串接所述的另两个电阻(R4、R5)；取样电阻(7)由一个电阻(R6)构成，其一端连接恒流源电路(6)，而另一端连接整流桥(D2)直流输出的阴极，该电阻(R6)的两端输出能够用来计算流体流速信号(S3)的正负幅值(B)的测量信号(S4)。