CN106066200A - 电磁流量计用刻度检查器 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种电磁流量计用刻度检查器，其在高精度、高稳定性、低价格的同时，能采用可任意设定的模拟流量信号来实施电磁流量计的转换部的校正。缓冲放大器13的输出连接于D/A转换器21的REF输入端子，D/A转换器21的输出连接于分压电路22、缓冲放大器23。进而，D/A转换器21中连接有数字设定部24。D/A转换器21相对REF输入了的基准电压，输出基于D/A转换分压比的模拟信号，作为模拟流量信号而向转换部2输出，该D/A转换分压比由采用数字设定器24而设定的任意的信号基准分压比设定、流速值设定、百分比输出设定构成。

Description

电磁流量计用刻度检查器

技术领域

本发明提供一种电磁流量计用刻度检查器，其能以良好的精度校正电磁流量计的转换器。

背景技术

在电磁流量计中，使用励磁线圈来对流过测定管中且具有导电性的流体施加交流磁场，并且根据法拉第定律，基于在与流体方向以及磁场方向相垂直方向产生的电动势，求出流体的流速。

在图5中表示一般的电磁流量计的结构图，由检测部1和转换部2构成。检测部1由供被测定流体流动的测定管3、配置于测定管3的周围的励磁线圈4、测定管3内设置的一对电极5a、5b构成。

在转换部2中设置缓冲放大器6，其对电极5a、5b所感应的两个流量信号进行差动接收。该缓冲放大器6的输出依次连接于进行控制运算的CPU 7、以及输出电路8。一方面，基于励磁电路9的励磁电流的输出被连接于励磁线圈4以及CPU 7，时机信号发生电路10的输出连接于励磁电路9以及CPU 7。

与以时机信号发生电路10所生成的低频率周期同步，来自于励磁电路9的正负的励磁电流Iex被供给励磁线圈4，若如此，作为与流过测定管3内的流体的流速成比例的流量信号，在电极5a、5b之间产生出电动势Es。

在电极5a、5b之间产生的、进而从缓冲放大器6输出的电动势Es，能以下述(1)式所表示。

电动势Es＝κ·B·v·D······(1)

其中，κ为比例常数、B为基于励磁线圈4产生的磁感应强度、v是被测定流体的流速、D是测定管3的口径。

如果磁感应强度B与励磁电流Iex成比例，根据(1)式，流速V根据下述(2)式而得到。其中，α为每个检测部1所规定的常数。

V＝α·Es/Iex······(2)

电极5a、5b产生的电动势Es以缓冲放大器6接收信息，进而被输入到CPU 7中。CPU 7根据时机信号发生电路10的输出，以与励磁电流Iex同步的时机进行同步整流，同时，实施与(2)式的励磁电流Iex的比较运算，将得到的流速V输入到输出电路8。输出电路8中，转换为程序用的规定的输出信号。

在电磁流量计的整体的校正中，采用转换部2，在检测部1中流过流体，根据实际的流量，确定每个检测部1的常数α，其中，转换部2已经根据电气方式校正了一定的输入输出关系。

而且，如专利文献1的图3所示那样，为了电磁流量计整体的转换部2的输入输出关系的校正，人们公知采用刻度检查器进行增益调整或电流输出调整等的校正方式。将输入励磁电流、输出疑似流量信号的刻度检查器代替检测部1而与转换部2连接，从而进行转换部2的校正。

又，图6为现有的刻度检查器11的结构图，为以模拟方式进行校正的方案。作为转换部2的CPU 7的输出的励磁电流Iex，被供给到代替检测部1而连接的刻度检查器11的模拟励磁负荷电路12。

所供给的励磁电流Iex通过与模拟励磁负荷电路12内的电流检测电阻R1乘积而转换为电压，电流检测电阻R1的两端电压以缓冲放大器13而除去共模成分。进而，在信号基准分压电路14中，根据变阻器VR与固定电阻R2，被分压为与信号电动势的设计基准一致的电压，被输入到模拟流速设定部15的两端。

在模拟流速设定部15中，根据旋转开关来选择输出信号，比如算出相当于0～10m/s的模拟流量信号S，将与其对应的输出信号通过缓冲放大器16输出给百分比输出设定部17，在百分比输出设定部17中，根据旋转开关，将在模拟流速设定部15所选定的模拟流量信号S以一定比例，比如分压为10％的信号，从而输出到缓冲放大器18。

而且，从缓冲放大器18输出的信号，通过流量信号极性切换电路19向转换部2的CPU 7作为模拟流量信号S而被输入。输入到CPU 7中的流量信号中，也连接有信号共模线，在流量信号极性切换电路19中，使流量信号的连接反转。通过将根据反转的正流或逆流方向的模拟流量信号S输入到转换部2，从而进行转换部2的增益调整或电流输出调整等的校正处理。

现有技术

[专利文献]

[专利文献1]日本实开平6-69743号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，该背景技术的校正方法存在以下(a)～(c)所例举的问题点。

(a)在以前的刻度检查器中，根据电流检测电阻R1正确检测出励磁电流的值，并进行分压，从而输出模拟流量信号S。在该模拟流量信号S的输出中，要求有0.05％程度的高精度，因此，需要超精密电阻，比如误差为0.02％程度的电流检测电阻R1。该超精密电阻是非常昂贵的，导致该刻度检查器也昂贵化。

(b)在信号基准分压电路14中，基于变阻器VR的分压是必要的，变阻器VR的接点稳定性成为问题。

(c)由于模拟流速设定部15、百分比输出设定部17采用固定电阻的分压处理，因此仅能输出规定值的分压值，不能进行任意值的输出。

本发明的目的在于提供一种电磁流量计用刻度检查器，其能解决上述课题，在高精度、高稳定性、低价格的同时，能采用可任意设定的模拟流量信号来实施电磁流量计的转换部的校正。

为了达成上述目的，本发明的电磁流量计用刻度检查器连接于由检测部与转换部构成的电磁流量计的上述转换部，其特征在于，从上述转换部输入励磁电流值，将根据电阻器而对该励磁电流值进行了转换的值作为基准电压值，并且将该值输入到D/A转换器的REF输入端子中，同时，基于连接于D/A转换器的数字设定器所设定的信号基准分压比而将上述基准电压值进行分压输出后，作为模拟流量信号而输出到上述转换部。

根据本发明的电磁流量计用刻度检查器，代替一直以来的模拟方式的分压，以数字方式进行调整、设定，因此能设定并输出任意的模拟流量，由此，在转换部中能进行高精度的校正。又，因为可以补正电流检测电阻的误差，故可以不使用超精密电阻的电流检测电阻。又，不需要变阻器，不会有变阻器的接点稳定性的问题。

附图说明

图1表示实施例1的电路构成图。

图2表示数字设定部的功能说明图。

图3表示实施例2的电路构成图。

图4表示实施例3的电路构成图。

图5表示一般的电磁流量计的电路构成图。

图6表示一直以来的电磁流量计的校正部的构成图。

具体实施方式

基于图1～4所示的实施例，对本发明进行详细说明。

[实施例1]

图1为实施电磁流量计转换部2的校正的电路构成图，由电磁流量计的转换部2与刻度检查器20构成。又，关于刻度检查器20的电感L与线圈的电阻成分r与电流检测电阻R1所构成的模拟励磁负荷电路12、缓冲放大器13、流量信号极性切换电路19采用与图6的背景技术同样的电路。

在本发明中，刻度检查器20进行转换部2的校正，从转换部2的励磁电路9所供给的励磁电流Iex通过电流检测电阻R1而转换为电压V，进而对该电压V进行分压，发生相当于电动势Es的模拟流量信号S。又，在通常情况下，励磁电流Iex以±100～250mA的范围进行励磁，作为电流检测电阻R1采用1Ω。在该场合，电压V为±100～250mV的程度。

励磁电流Iex与电压V的关系与在图5中的电极5a、5b之间所产生的电动势Es中(1)式同样成正比关系，因此，将电压V以相当于电动势Es的值进行分压，由此，能以仿真的方式发生模拟流量信号S。

在图1中，关于作为缓冲放大器13的输入的电压V，在缓冲放大器增益为1的场合，缓冲放大器13的输出也与电压V同值，其作为基准电压Vm被输入到D/A转换器21。另外，缓冲放大器增益并不仅限于为1。

缓冲放大器13的输出连接于D/A转换器21的REF输入端子，D/A转换器21的输出连接于分压电路22、缓冲放大器23。进而，D/A转换器21中连接数字设定部24。

D/A转换器21相对REF输入端子作为数字分压器而动作。作为D/A转换器21的数字分压器的分压比，以数字设定部24而进行设定。对作为来自D/A转换器21的输出的模拟信号进行输入的分压电路22，将已输入的模拟信号以一定比率的分压比而分压为模拟流量信号S的水平。

图2表示D/A转换器21与数字设定部24的功能的关系。D/A转换器21与数字设定部24中，根据D/A转换器21内的比如IC，针对与一直以来的例子的图6的信号基准分压电路14、模拟流速设定部15、百分比输出设定部17同样的功能进行数字化。

即，一直以来的例子的信号基准分压、模拟流量设定、百分比输出设定全部基于数字设定部24的数字设定而实现。由此，D/A转换器21在有效的比特分辨率的范围内，相对REF输入后的基准电压Vm，可进行基于任意的D/A转换器21的分压比的输出设定。而且，能够得到下述模拟信号，该模拟信号基于采用由数字设定部24而设定的任意的信号基准分压比设定、流速值设定、百分比输出设定构成的D/A转换分压比而成。

D/A转换器21的信号基准分压比为相对基准电压Vm的流体的单位流速(1m/秒)的分压比，该分压比根据制造者或电磁流量计的口径等而不同。

比如，在通常的电磁流量计的设计中，每个单位流速的信号电动势以励磁电流Iex×1mΩ的程度而被设计。因此，在将电流检测电阻R1设为1Ω的场合，分压比作为D/A转换分压比与分压电路22的分压比的积，需要1/1000程度。进而，该积的分压比可以输出1/2000～1/200的范围。

为了得到这样的分压比，需要使用16比特的D/A转换器21与分压电路22，从而得到0.001％程度的精度。分压电路22为进行固定比例的分压的电路，比如为10％的比率的话，D/A转换分压比可以采用1/100程度的数值。又，不采用分压电路22，仅以D/A转换器21进行分压处理是可能的。在该场合，需要采用高比特的D/A转换器21。

作为模拟的流速，可以设定0.1～12m/秒程度的范围，能通过乘以分压后的每单位流速的基准值，从而得到模拟流速信号S。在将该模拟流速信号S设为100％时，根据百分比输出设定，进而能设定0～120％的范围。

如此，针对设定任意的D/A转换器21的分压比、流速值设定、百分比输出设定而输出的模拟信号，进一步以分压电路22而进行分压，从而能够发生任意的模拟流量信号S。

而且，能够发生任意的模拟流量信号S的刻度检查器20从电磁流量计将检测部1分离，并连接到转换部2，由此能够作为进行增益调整或电流输出调整等的矫正以及动作确认的检测器而进行利用。由此，可不进行实际流动检测即能进行转换部2的校正处理以及动作确认，因此，存在可节约转换部2的检查的劳力以及时间的优点。

又，通过以数字方式进行各种的设定等，没有从前的模拟方式那样的精度上的制约，能以高精度、高稳定性、低价格的方式向转换部2输出模拟流量信号S。

[实施例2]

在图1所示的实施例1中，在刻度检查器20中内藏有模拟励磁负荷电路12，该模拟励磁负荷电路12由电感L、线圈的电阻成分r、电流检测电阻R1构成。但是，在将特定的励磁负荷、比如检测部1的励磁线圈4进行组合而使用的场合，也可使用刻度检查器30，该刻度检查器30的构成为：从刻度检查器20中去除由相当于励磁线圈4的线圈的电阻成分r与电感L构成的励磁负荷而得到。

图3为表示该场合的实施例2的刻度检查器30的构成、转换部2、检测部1的连接状态的电路构成图。在刻度检查器30内，代替模拟励磁负荷电路12而设置仅具备电流检测电阻R1的励磁电流检测电路31，而且在转换部2的励磁电路9与励磁电流检测电路31之间配置并连接检测部1，该检测部1具有由线圈的电阻成分r与电感L构成的励磁线圈4。

根据图3所示的连接形态，在实施例1的检查的基础上，能够检查检测部1的励磁线圈4。又，可代替检测部1而连接模拟检测部，该模拟检测部具有由相当于励磁线圈4的电阻成分r与电感L构成的励磁负荷。

[实施例3]

根据转换部2的设计，存在转换部2的CPU 7与励磁电路9相互电干涉的场合。在如此的场合下，在刻度检查器40内，需要分离出励磁系统和模拟流向信号系统，该励磁系统根据缓冲放大器13而将电流检测电阻R1的两端电压输出，该模拟流向信号系统进行基于D/A转换器21的D/A转换。

在图4所示的实施例3的电路构成图中，在刻度检查器40中，于励磁系统与模拟流量信号系统之间配置隔离放大器41，将励磁系统与模拟流量信号系统以物理方式进行分离。

因此，关于根据电阻器R1将励磁电流值转换而得到的基准电压Vm的输出，通过防止电干涉的隔离放大器41，被输出到D/A转换器21的REF输入端子。又，除了追加隔离放大器41的功能以外，与图2的电路构成图一致。

标号的说明：

标号1表示检测部；

标号2表示转换部；

标号7表示CPU；

标号9表示励磁电路；

标号12表示模拟励磁负荷电路；

标号13、23表示缓冲放大器；

标号19表示流量信号极性切换电路；

标号20、30、40表示刻度检查器；

标号21表示D/A转换器；

标号22表示分压电路；

标号24表示数字设定部；

标号31表示励磁电流检测电路；

标号41表示隔离放大器。

Claims (5)

1.一种电磁流量计用刻度检查器，其连接于由检测部与转换部构成的电磁流量计的上述转换部，其特征在于，从上述转换部输入励磁电流值，将根据电阻器而对该励磁电流值进行了转换的值作为基准电压值，并且将该值输入到D/A转换器的REF输入端子中，同时，基于连接于D/A转换器的数字设定器所设定的信号基准分压比而将上述基准电压值进行分压输出后，作为模拟流量信号而输出到上述转换部。

2.根据权利要求1所述的电磁流量计用刻度检查器，其特征在于，来自于上述D/A转换器的输出信号基于能根据上述数字设定器设定的上述信号基准分压比、模拟流速、百分比输出而进行输出。

3.根据权利要求1或2所述的电磁流量计用刻度检查器，其特征在于，上述信号基准分压比根据上述电磁流量计的口径而设置为不同的值。

4.根据权利要求1或2所述的电磁流量计用刻度检查器，其特征在于，与上述转换部的连接通过具有励磁负荷的上述检测部或模拟检测部而连接。

5.根据权利要求1或2所述的电磁流量计用刻度检查器，其特征在于，关于根据电阻器将上述励磁电流值转换而得到的基准电压值的输出，通过防止电干涉的隔离放大器而输出到上述D/A转换器的REF输入端子。