DE19716119C1 - Signal input circuit for magnetic inductive flowmeter with liquid flowing through measuring tube - Google Patents
Signal input circuit for magnetic inductive flowmeter with liquid flowing through measuring tubeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Signaleingangsschaltung für einen magnetisch-induktiven Durchflußmesser, bei dem eine Flüssig keit ein Meßrohr durchströmt, das von einem mit einer Erreger zyklusfrequenz zeitlich getakteten Magnetfeld oder einem ma gnetischen Wechselfeld im Bereich einer Meßebene quer zur Meßrohrachse durchsetzt wird und bei dem ein der Durchflußge schwindigkeit der Flüssigkeit näherungsweise proportionales Meßsignal an zwei elektrischen Meßelektroden abgreifbar ist, die quer zur Richtung des Magnetfeldes in der Meßebene diame tral einander gegenüberliegend am Meßrohr angeordnet sind, umfassend einen mit einer der Meßelektroden elektrisch zu verbindenden ersten Eingangsverstärker, einen mit der anderen Meßelektrode elektrisch zu verbindenden zweiten Eingangsver stärker und eine die Ausgangssignale der Eingangsverstärker zu einem Durchflußmeßsignal verarbeitende und eine Summierschal tung enthaltende Signalverarbeitungsschaltung.The invention relates to a signal input circuit for a magnetic-inductive flow meter, in which a liquid speed flows through a measuring tube by one with an exciter cycle frequency temporally clocked magnetic field or a ma alternating magnetic field in the area of a measuring plane transverse to Measuring tube axis is penetrated and in which one of the Durchflußge liquid speed approximately proportional Measuring signal can be tapped at two electrical measuring electrodes, the diame transverse to the direction of the magnetic field in the measuring plane are arranged opposite one another on the measuring tube, comprising one with one of the measuring electrodes electrically connecting first input amplifier, one with the other Measuring electrode to be electrically connected second input ver stronger and the output signals of the input amplifiers too processing a flow measurement signal and a summing scarf device-containing signal processing circuit.
Magnetisch-induktive Durchflußmesser sind bekannt. Bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung wird der Effekt ausge nutzt, daß in der das Meßrohr quer zu dem Magnetfeld durch strömenden, eine elektrische Mindestleitfähigkeit aufweisenden Flüssigkeit eine Spannung induziert wird, die von der Strö mungsgeschwindigkeit abhängt und über die Meßelektroden abge griffen werden kann.Magnetic-inductive flow meters are known. In the the effect is measured by magnetic-inductive flow measurement uses that in the through the measuring tube across to the magnetic field flowing, having a minimum electrical conductivity Liquid a voltage is induced by the current speed depends and abge on the measuring electrodes can be gripped.
Die Meßelektroden sind üblicherweise mit einer eingangsseitig hochohmigen Signaleingangsschaltung verbunden, die Verstärker zur Verstärkung der an den Meßelektroden abgegriffenen Span nungen und eine Signalverarbeitungsschaltung enthält, welche die verstärkten Eingangsspannungen zu einem Durchflußmeßsignal verarbeitet. The measuring electrodes are usually on the input side high-impedance signal input circuit connected to the amplifier to amplify the chip tapped at the measuring electrodes voltage and a signal processing circuit, which the amplified input voltages to a flow measurement signal processed.
Bei der Durchflußmengenmessung mit magnetisch-induktiven Durchflußmessern ist es auch bereits üblich geworden, die zur Erzeugung des Magnetfeldes herangezogenen Elektromagneten zeitabhängig so anzusteuern, daß sie ein getaktetes magneti sches Gleichfeld oder ein magnetisches Wechselfeld erzeugen, um Störspannungen, die den von der Durchflußgeschwindigkeit abhängigen Meßspannungen der Meßelektroden überlagert sind, auf der Meßsignalverarbeitungsseite unterdrücken bzw. elimi nieren zu können. Eine bekannte Möglichkeit der Erzeugung eines zeitabhängigen Magnetfeldes besteht darin, die betref fenden, am Meßrohrumfang einander gegenüberliegend angeord neten Elektromagnet-Spulen mit einem Rechtecksignal zu erre gen, so daß das Magnetfeld und damit auch die an den Meßelek troden abgegriffene Meßspannung ein entsprechendes Rechteck- Zeitverhalten aufweisen. Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, ein sinusförmiges Zeitverhalten des Magnetfel des zu erzeugen.When measuring the flow rate with magnetic-inductive Flow meters it has also become common for Generation of the magnetic field used electromagnets to be controlled depending on the time so that they are a clocked magnet generate a constant DC field or an alternating magnetic field, to interference voltages that depend on the flow rate dependent measuring voltages of the measuring electrodes are superimposed, suppress on the measurement signal processing side or elimi to be able to kidney. A well-known way of generation of a time-dependent magnetic field consists of fenden, arranged opposite each other on the circumference of the measuring tube Neten electromagnet coils with a square wave signal conditions so that the magnetic field and thus also to the measuring elec tapped measuring voltage a corresponding rectangular Show time behavior. Another known option consists of a sinusoidal time behavior of the magnetic field to generate the.
Störspannungen stellen bei der magnetisch-induktiven Durch flußmessung ein allgemeines Problem dar, da sie das Meßergeb nis verfälschen können. Zu den Störspannungen zählen Galvano spannungen, die als Gleichspannungen den Meßelektrodennutz spannungen überlagert sind oder in Form einer Potentialdrift an den Meßelektroden in Erscheinung treten.Interference voltages arise with the magnetic-inductive through Flow measurement is a common problem because it affects the measurement result can falsify. The interference voltages include galvano voltages that use the measuring electrodes as DC voltages voltages are superimposed or in the form of a potential drift appear on the measuring electrodes.
Als weitere Störspannungen sind Gleichtaktsignale zu nennen, die beispielsweise aufgrund kapazitiver und/oder Ohm'scher Einwirkungen des Magneten auf die Meßstrecke entstehen können. Ein häufig auftretender Fall sind Gleichtakt-Störsignale, die auf beide Meßelektroden in einer deren Potential in gleicher Richtung und im allgemeinen mit gleichem Betrag ändernden Weise wirken.Common mode signals are to be mentioned as further interference voltages, for example due to capacitive and / or ohmic Effects of the magnet on the measuring section can arise. A common case is common mode noise, which on both measuring electrodes in one with the same potential Direction and generally changing with the same amount Act wise.
Ferner können stochastische Störspannungen an den Meßelektro den auftreten, z. B. durch Feststoffe in der Meßflüssigkeit, die an der betreffenden Elektrodenoberfläche die Galvanospan nungen beeinflussen. Furthermore, stochastic interference voltages can be applied to the measuring electrode the occur, e.g. B. by solids in the measuring liquid, the galvanospan on the relevant electrode surface influences.
Schließlich treten noch höherfrequente Rauschspannungen auf, die beispielsweise mittels elektronischer Filter in der Si gnalbearbeitungsschaltung weitgehend eliminiert werden können.Finally, higher-frequency noise voltages occur, which, for example by means of electronic filters in the Si Signal processing circuit can be largely eliminated.
Es sind in der Vergangenheit Schaltungen zur Meßsignalverar beitung vorgeschlagen worden, die teils komplizierte und auf wendige Maßnahmen zur Unterdrückung von Störspannungen der oben genannten Art erfordern.In the past there were circuits for measuring signal processing processing has been proposed, some of which are complicated and based on agile measures to suppress interference voltages require the above type.
Eine Signaleingangsschaltung der o. g. Art ist beispielsweise aus der DE 33 14 954 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Signal eingangsschaltung sind die Eingangsverstärker als Operations verstärker ausgebildet, wobei die Meßelektroden mit den nicht invertierenden Eingängen der Operationsverstärker verbunden sind. Bei jedem der beiden Operationsverstärker ist der Aus gang über einen Gegenkopplungswiderstand mit dem invertieren den Eingang verbunden. Zwischen den invertierenden Eingängen der beiden Operationsverstärker liegt eine RC-Reihenschaltung. Die Ausgänge der Operationsverstärker sind über eine steuer bare Umpolschaltung mit einem Speicherkondensator hoher Kapa zität verbunden, der über gesteuerte Ausgangsschalter zu ent laden ist, um ein Durchflußmeßsignal auszugeben. Der Durch flußmesser wird mit getaktet umgepoltem Magnetfeld betrieben, so daß die an den nicht invertierenden Eingängen der Opera tionsverstärker anliegenden Meßelektrodenspannungen entspre chende Polarisationswechsel aufweisen. Die Umpolschaltanord nung verbindet die Ausgänge der Operationsverstärker während eines jeweiligen Zeitintervalls am Ende jeder Halbperiode des getaktet umgepolten Magnetfeldes mit dem Speicherkondensator, wobei die Umpolschaltanordnung die Ausgänge der Operations verstärker in Bezug auf die Polung des Speicherkondensators vertauscht, so daß der Speicherkondensator jeweils die Summe der während zweier Halbperioden des Magnetfeldes über die Umpolschaltanordnung zugeführten Ausgangsspannungen der Opera tionsverstärker bilden kann. Der Speicherkondensator wird dann nach jeder Periode des Magnetfeldes über die Ausgangsschalt anordnung entladen, um das Durchflußmeßsignal bereitzustellen. A signal input circuit of the above. Type is for example known from DE 33 14 954 A1. With this known signal input circuit are the input amplifiers as operations amplifier formed, the measuring electrodes with the not inverting inputs of the operational amplifier connected are. Each of the two operational amplifiers is off via a negative feedback resistor with the invert connected the entrance. Between the inverting inputs the two operational amplifiers have an RC series connection. The outputs of the operational amplifiers are via a control bare polarity reversal with a high capacitance storage capacitor connected to the controlled output switch is to output a flow measurement signal. The through flow meter is operated with clocked reversed magnetic field, so that at the non-inverting inputs of the Opera tion amplifier corresponding measuring electrode voltages appropriate polarization changes. The pole reversal arrangement voltage connects the outputs of the operational amplifiers during a respective time interval at the end of each half period of clocked reversed magnetic field with the storage capacitor, the pole-reversal switching arrangement the outputs of the operations amplifier in relation to the polarity of the storage capacitor interchanged, so that the storage capacitor each the sum which during two half periods of the magnetic field over the Output voltages supplied to the Opera by means of a polarity reversing switch tion amplifier can form. The storage capacitor will then after each period of the magnetic field via the output switch Discharge arrangement to provide the flow measurement signal.
Die bekannte Signaleingangsschaltung bewirkt eine Unterdrüc kung von Galvano-Gleichspannungen und Gleichtakt-Signalstörun gen. Höherfrequente Rauschanteile werden von dem Speicherkon densator ausgefiltert.The known signal input circuit causes suppression DC galvanic voltages and common mode signal interference Higher-frequency noise components are from the storage con filtered out.
Aus der DE 35 40 170 A1 ist eine Signaleingangsschaltung be kannt, die ebenfalls für einen Durchflußmesser mit getaktet umgepoltem Magnetfeld vorgesehen ist. Die Meßelektroden sind über einen jeweiligen Kondensator mit den Eingängen eines Eingangsverstärkers verbunden, dem ein zweiter Verstärker nachgeschaltet ist. An dem Ausgang des zweiten Verstärkers sind parallel zueinander zwei Abtast- und Halteschaltungen angeschlossen, deren Ausgänge mit den Eingängen eines Diffe renzverstärkers verbunden sind. Eine an einem Ausgang des Differenzverstärkers angeschlossene RC-Mittelwertbildungs schaltung gibt das Durchflußmeßsignal ab. Zwischen den Aus gängen der Abtast- und Halteschaltungen und dem Eingang des zweiten Verstärkers ist ein Rückkopplungszweig vorgesehen, der eine die Ausgangssignale der Abtast- und Halteschaltungen addierende Summierschaltung und einen Verstärker enthält, des sen Ausgang mit dem Subtraktionseingang eines Subtrahierglie des verbunden ist, welches die Differenz zwischen der Aus gangsspannung des Eingangsverstärkers und der Ausgangsspannung des in dem Rückkopplungszweig liegenden Verstärkers bildet und als Differenzsignal an den Eingang des zweiten Verstärkers abgibt. Die Abtast- und Halteschaltungen werden von einem Taktgenerator so gesteuert, daß eine von ihnen das Ausgangs signal des zweiten Verstärkers am Ende der positiven Halbwelle abgreift, wohingegen die andere Abtast- und Halteschaltung das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers am Ende der negativen Halbwelle abgreift. Mit der Schaltung nach der DE 35 40 170 A1 werden der Einfluß einer Gleichspannungskomponente in dem Nutzsignal reduziert und kurzzeitige Störungsüberlagerungen eliminiert.DE 35 40 170 A1 discloses a signal input circuit knows, which is also clocked for a flow meter reversed magnetic field is provided. The measuring electrodes are via a respective capacitor with the inputs of a Input amplifier connected to which a second amplifier is connected downstream. At the output of the second amplifier are two sample and hold circuits in parallel connected, the outputs of which are connected to the inputs of a dif limit amplifier are connected. One at an exit of the Differential amplifier connected RC averaging circuit outputs the flow measurement signal. Between the out gears of the sample and hold circuits and the input of the second amplifier, a feedback branch is provided which one the output signals of the sample and hold circuits adding summing circuit and an amplifier, the output with the subtraction input of a subtractor which is connected, which is the difference between the off output voltage of the input amplifier and the output voltage of the amplifier located in the feedback branch forms and as a differential signal to the input of the second amplifier delivers. The sample and hold circuits are made by one Clock generator controlled so that one of them is the output signal of the second amplifier at the end of the positive half-wave taps, whereas the other sample and hold circuit that Output signal of the second amplifier at the end of the negative Half-wave taps. With the circuit according to DE 35 40 170 A1 the influence of a DC component in the User signal reduced and short-term interference overlays eliminated.
Zum Stand der Technik wird ferner auf die DE-OS 21 18 092 verwiesen, in der eine Signaleingangsschaltung für einen magnetisch-induktiven Durchflußmesser beschrieben ist. Bei dieser bekannten Signaleingangsschaltung sind zwei Operations verstärker als Eingangsverstärker vorgesehen, deren nicht invertierende Eingänge mit den Meßelektroden des Durchflußmes sers verbunden sind. Der Ausgang jedes der beiden Operations verstärker ist über einen jeweiligen Gegenkopplungswiderstand mit dem invertierenden Eingang verbunden. Die Ausgänge der Eingangs-Operationsverstärker liegen über ein jeweiliges Wi derstandsnetzwerk an den Eingängen eines weiteren Operations verstärkers, der an seinem Ausgang das Durchflußmeßsignal bereitstellt.The state of the art is also on DE-OS 21 18 092 referenced in which a signal input circuit for a magnetic-inductive flow meter is described. At this known signal input circuit are two operations amplifier provided as an input amplifier, whose not inverting inputs with the measuring electrodes of the flow meter sers are connected. The outcome of each of the two operations amplifier is via a respective negative feedback resistor connected to the inverting input. The outputs of the Input operational amplifiers lie over a respective Wi derstandsnetz at the inputs of another operation amplifier, the flow measurement signal at its output provides.
Die invertierenden Eingänge der Eingangs-Operationsverstärker sind durch eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen mitein ander verbunden. An einem Mittenabgriff zwischen diesen beiden Widerständen ist ein Kondensator eines RC-Gliedes angeschlos sen, dessen Ausgang mit dem nicht invertierenden Eingang eines vierten Operationsverstärkers verbunden ist. Der Ausgang die ses vierten Operationsverstärkers ist über einen jeweiligen Widerstand mit den nicht invertierenden Eingängen der Eingangs-Operationsverstärker verbunden und ferner zu seinem invertierenden Eingang rückgekoppelt. Der genannten Signal eingangsschaltung kann eine Vergleichsschaltung nachgeschaltet sein, die das Ausgangssignal der Signaleingangsschaltung mit einem Signal vergleicht, das zu dem Wert des magnetischen Flusses im Meßrohr proportional ist. In dieser Vergleichs schaltung ist eine 90°-Phasenschieberschaltung vorgesehen, die eine 90°-Phasenverschiebung des Ausgangssignals einer Magnet feld-Meßspule relativ zu dem Ausgangssignal der Signalein gangsschaltung bewirkt.The inverting inputs of the input operational amplifiers are connected by a series connection of two resistors other connected. At a center tap between these two A capacitor of an RC element is connected to resistors sen, whose output with the non-inverting input of a fourth operational amplifier is connected. The exit the ses fourth operational amplifier is over a respective Resistance with the non-inverting inputs of the Input operational amplifier connected and further to his inverting input fed back. The signal mentioned input circuit can be followed by a comparison circuit be with the output signal of the signal input circuit compares a signal to the value of the magnetic Flow in the measuring tube is proportional. In this comparison circuit is provided a 90 ° phase shifter circuit a 90 ° phase shift of the output signal of a magnet field measuring coil relative to the output signal of the signal gear shift causes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signaleingangs schaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umschriebenen Art bereitzustellen, die einen geringen Schaltungsaufwand erfor dert und dennoch eine wirksame Unterdrückung von Störsignalen gewährleistet.The invention has for its object a signal input circuit of the type described in the preamble of claim 1 to provide that require a low circuit complexity changed and yet an effective suppression of interference signals guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Signalverarbeitungsschaltung eine die Ausgänge der Eingangsverstärker elektrisch miteinander verbindende Reihen schaltung aus zwei Widerständen oder Widerstandsschaltungen mit im wesentlichen gleichen Widerstandswerten, eine an einem Mittenabgriff zwischen den Widerständen oder Widerstandsschaltungen angeschlossene Phasendrehschaltung, die eine Phasendrehung von Signalanteilen mit der Erregerzyklus frequenz und von Signalanteilen mit Frequenzen oberhalb der Erregerzyklusfrequenz um 180° erzeugt, und einen der Phasen drehschaltung nachgeschalteten dritten Verstärker umfaßt, wobei eine Summierschaltung die Ausgangssignale der beiden Eingangsverstärker und des dritten Verstärkers addiert und an ihrem Ausgang ein der Weiterverarbeitung zuzuführendes Nutz- Meßsignal bereitstellt, wobei der erste Eingangsverstärker eine Spannungsverstärkung von V1, der zweite Eingangsverstärker eine Spannungsverstärkung von V2 = -V1 und der dritte Verstärker eine Spannungsverstärkung von V3 = -2 hat. To achieve this object, it is proposed according to the invention that the signal processing circuit has a series circuit of two resistors or resistor circuits with essentially the same resistance values that electrically connects the outputs of the input amplifiers, a phase rotation circuit connected to a center tap between the resistors or resistor circuits, which has a phase shift of signal components the excitation cycle frequency and of signal components with frequencies above the excitation cycle frequency generated by 180 °, and one of the phase rotation circuit downstream third amplifier, wherein a summing circuit adds the output signals of the two input amplifiers and the third amplifier and at its output a useful measurement signal to be supplied for further processing provides, the first input amplifier a voltage gain of V 1 , the second input amplifier a voltage gain g of V 2 = -V 1 and the third amplifier has a voltage gain of V 3 = -2.
Die erfindungsgemäße Signaleingangsschaltung liefert am Aus gang der Summierschaltung ein Nutzsignal mit der Erregerzy klusfrequenz bzw. mit dem Zeitverhalten des Magnetfeldes, also beispielsweise ein Rechteck-Signal. In dem Nutzsignal sind Galvano-Störgleichspannungen und Gleichtakt-Störsignale weit gehend unterdrückt. Das ggf. nachverstärkte Nutzsignal kann dann einer Auswerteschaltung zur Weiterverarbeitung zugeführt werden, die Durchflußmeßwerte bereitstellt. Üblicherweise umfaßt die Auswerteschaltung einen Analog/Digital-Wandler und einen Mikroprozessor zur Berechnung von Durchflußmeßwerten aus den Nutzsignalwerten.The signal input circuit according to the invention delivers on off gear of the summing circuit a useful signal with the excitation cycle frequency or with the time behavior of the magnetic field, so for example a square wave signal. Are in the useful signal DC galvanic interference voltages and common mode interference signals far suppressed going. The possibly amplified useful signal can then fed to an evaluation circuit for further processing that provides flow measurements. Usually the evaluation circuit comprises an analog / digital converter and a microprocessor for calculating flow measurements the useful signal values.
Die Spannungsverstärkung V1 des ersten Eingangsverstärkers kann beispielsweise gleich 2 sein. Der zweite Eingangsverstärker und der dritte Eingangsverstärker haben dann jeweils eine Spannungsverstärkung von -2. Diese Spannungswerte stellen jedoch keine Beschränkung der Erfindung dar.The voltage gain V 1 of the first input amplifier can be equal to 2, for example. The second input amplifier and the third input amplifier then each have a voltage gain of -2. However, these voltage values do not limit the invention.
Die Phasendrehschaltung ist vorzugsweise durch einen Allpaß erster Ordnung realisiert.The phase shift circuit is preferably all-pass first order realized.
Sofern die beiden Eingangsverstärker nicht ohnehin einen sehr hohen Eingangswiderstand aufweisen, wird vorgeschlagen, daß in den Anschlußleitungen zwischen den Meßelektroden und den Ein gangsverstärkern jeweils ein Impedanzwandler eingesetzt ist. Durch die Impedanzwandlung wird sichergestellt, daß die Meß elektroden, die jeweils eine Spannungsquelle mit hohem Innen widerstand (im Megaohm-Bereich) gegen Masse darstellen, nicht belastet werden.Unless the two input amplifiers are not very good anyway have high input resistance, it is proposed that in the connecting lines between the measuring electrodes and the one an amplifier is used. The impedance conversion ensures that the measuring electrodes, each with a high internal voltage source represent resistance (in the megohm range) to ground, not be charged.
Ferner wird vorgeschlagen, die Anschlußleitungen zwischen den Elektroden und der Signaleingangsschaltung als sog. "Driven- Shield"-Leitungen auszubilden, um Kabelkapazitäten der An schlußleitungen unwirksam zu machen. Bei der "Driven-Shield"- Technik werden abgeschirmte Anschlußleitungen verwendet, bei denen das jeweils über die Ader geführte Elektrodenpotential- Meßsignal üblicherweise im Verhältnis 1 : 1 auf die Abschirmung übertragen wird. Hierdurch wird die Wirkung der Kabelkapazität zwischen der Ader und der Abschirmung weitestgehend elimi niert.It is also proposed that the connecting lines between the Electrodes and the signal input circuit as a so-called "drive Shield "lines to train the cable capacities of the An to make end lines ineffective. At the "Driven-Shield" - Shielded connection cables are used for the technology to whom the electrode potential Measurement signal usually in a 1: 1 ratio to the shield is transmitted. This will have the effect of cable capacity between the wire and the shield largely elimi kidney.
Die Summierschaltung umfaßt vorzugsweise einen Verstärker, der das Summensignal aus den Ausgangssignalen der beiden Eingangs verstärker und des dritten Verstärkers verstärkt, beispiels weise mit einem Spannungsverstärkungsfaktor von 15.The summing circuit preferably comprises an amplifier which the sum signal from the output signals of the two input amplifier and the third amplifier amplified, for example wise with a voltage gain factor of 15.
Zur Unterdrückung höherfrequenten Rauschens und stochastischer Signalimpulse in dem Ausgangssignal der Summierschaltung ist vorzugsweise ein der Summierschaltung nachgeschaltetes Tief paßfilter vorgesehen. Bevorzugt wird ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung, das eine entsprechend große Flankensteilheit und ein günstiges Rechteck-Übertragungsverhalten aufweist.To suppress higher frequency noise and more stochastic Signal pulses in the output signal of the summing circuit is preferably a low downstream of the summing circuit pass filter provided. A low-pass filter is preferred second Order, a correspondingly large slope and a has favorable rectangular transmission behavior.
Die Signaleingangsschaltung nach der Erfindung zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus und kommt mit wenigen unkom plizierten Schaltungselementen aus.The signal input circuit according to the invention stands out by special simplicity and comes with few uncom duplicated circuit elements.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figu ren näher erläutert.The invention is described below with reference to the Figu ren explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine mit zwei Meß elektroden eines magnetisch-induktiven Durchflußmes sers verbundene Signaleingangsschaltung nach der Erfindung und Fig. 1 shows in a block diagram a with two measuring electrodes of a magnetic-inductive Durchflußmes sers connected signal input circuit according to the invention and
Fig. 2a-2c zeigen Oszillogramme zur Erläuterung der Wirkung der Schaltung nach Fig. 1. FIGS. 2a-2c show oscillograms for explaining the operation of the circuit of FIG. 1.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Signaleingangs schaltung nach der Erfindung in Kombination mit einem schema tisch angedeuteten magnetisch-induktiven Durchflußmesser 3 in einer Blockschaltbild-Darstellung gezeigt. In Fig. 1 an embodiment of a signal input circuit according to the invention in combination with a schematically indicated electromagnetic flowmeter 3 is shown in a block diagram representation.
Der magnetisch-induktive Durchflußmesser 3 umfaßt ein Meßrohr 5, zwei am Umfang des Meßrohres 5 einander gegenüberliegende Erregerspulenanordnungen 7 zur Erzeugung eines das Meßrohr in einer Meßebene quer zur Meßrohrlängsachse durchsetzenden Ma gnetfeldes (magnetische Induktion B) und zwei Meßelektroden 9, die in der Meßebene quer zur Richtung des Magnetfeldes B ein ander gegenüberliegend am Innenumfang des Meßrohres 3 angeord net sind. Nicht dargestellt sind die Mittel zur Ansteuerung der Spulenanordnungen 7 mit einem zeitabhängigen Erregerstrom. Für das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Spulenanordnungen 7 mit einem Rechteck-Erregersignal der Frequenz 25 Hz angesteuert werden.The magnetic-inductive flow meter 3 comprises a measuring tube 5 , two excitation coil arrangements 7 located opposite one another on the circumference of the measuring tube 5 for generating a magnetic field passing through the measuring tube in a measuring plane transverse to the longitudinal axis of the measuring tube (magnetic induction B) and two measuring electrodes 9 which are transverse in the measuring plane to the direction of the magnetic field B on the opposite inner circumference of the measuring tube 3 are net angeord. The means for controlling the coil arrangements 7 with a time-dependent excitation current are not shown. For the exemplary embodiment shown in FIG. 1, it is assumed that the coil arrangements 7 are driven with a square-wave excitation signal of the frequency 25 Hz.
Im Meßbetrieb wird das Meßrohr 5 von einer Flüssigkeit durch strömt, in der beim Passieren des Magnetfeldes B eine Spannung induziert wird, die von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt und an den Elektroden 9, 9 abgreifbar ist. Da beide Elektroden gleichwertig sind, kann der magnetisch-induktive Durchflußmes ser 3 als eine erdsymmetrische Spannungsquelle betrachtet werden, wobei im Falle der Rechteck-Erregung des Magnetfeldes B an den Elektroden 9, 9 Potentialänderungen in entgegenge setzten Richtungen mit entsprechendem Rechteck-Zeitverhalten stattfinden.In measuring operation, a liquid flows through the measuring tube 5 , in which a voltage is induced when passing through the magnetic field B, which voltage depends on the flow velocity and can be tapped off at the electrodes 9 , 9 . Since both electrodes are equivalent, the magnetic-inductive Durchflußmes water 3 can be regarded as an earth-symmetrical voltage source, wherein in the case of rectangular excitation of the magnetic field B on the electrodes 9 , 9 potential changes take place in opposite directions with a corresponding square-time behavior.
Die Elektroden 9, 9 sind über "driven-shield"-Anschlußleitun gen mit einem jeweiligen Impedanzwandler 11 bzw. 11' der Si gnaleingangsschaltung nach der Erfindung verbunden. Die Impe danzwandler 11, 11' sorgen dafür, daß die Meßelektroden 9, 9 von der Signaleingangsschaltung nicht belastet werden. Dem Impedanzwandler 11 ist ein erster Eingangsverstärker 13 nach geschaltet, der eine Verstärkung des Elektrodensignals UE1 mit dem Verstärkungsfaktor V1 = 2 durchführt.The electrodes 9 , 9 are connected to a respective impedance converter 11 or 11 'of the signal input circuit according to the invention via "driven-shield" connecting lines. The impedance converter 11 , 11 'ensure that the measuring electrodes 9 , 9 are not loaded by the signal input circuit. The impedance converter 11 is followed by a first input amplifier 13 which amplifies the electrode signal U E1 with the amplification factor V 1 = 2.
Dem Impedanzwandler 11' ist ein zweiter Eingangsverstärker 13' nachgeschaltet, der das Elektrodensignal UE2 mit dem Faktor V2 = -2 verstärkt. Die Ausgänge der beiden Eingangsverstärker 13, 13' sind über eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 15, 15' miteinander verbunden, welche gleiche Widerstandswerte R aufweisen.The impedance converter 11 'is followed by a second input amplifier 13 ' which amplifies the electrode signal U E2 with the factor V 2 = -2. The outputs of the two input amplifiers 13 , 13 'are connected to one another via a series connection of two resistors 15 , 15 ', which have the same resistance values R.
An einem Mittenabgriff 17 zwischen den beiden Widerständen 15, 15' ist ein Allpaß erster Ordnung 19 angeschlossen, der Si gnalanteile mit einer Frequenz von 25 Hz und darüber um einen Phasenwinkel ϕ von 180° dreht. Bei 17 abgegriffene Rechteck- Signalimpulse (Signal UM), die mit einer Frequenz von 25 Hz entsprechend der Erregerzyklusfrequenz des Magnetfeldes B auftreten, werden daher "invertiert", wohingegen Gleichspan nungen von dem Allpaß 19 unverändert durchgelassen werden.At a center tap 17 between the two resistors 15 , 15 'an all-pass first order 19 is connected, the Si signal components with a frequency of 25 Hz and above it rotates by a phase angle ϕ of 180 °. At 17 tapped rectangular signal pulses (signal U M ), which occur at a frequency of 25 Hz corresponding to the excitation cycle frequency of the magnetic field B, are therefore "inverted", whereas DC voltages from the all-pass 19 are passed unchanged.
Dem Allpaß 19 ist ein dritter Verstärker 21 nachgeschaltet, der den Verstärkungsfaktor V3 = -2 hat. Das Ausgangssignal U'M des dritten Verstärkers 21 wird zusammen mit den Ausgangssi gnalen U'E1, U'E2 des ersten Eingangsverstärkers 13 und des zweiten Eingangsverstärkers 13' einem Summierverstärker 23 zugeführt, der an seinem Ausgang ein der Summe aus den Signa len U'E1, U'E2 und U'M proportionales Ausgangssignal an ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung 25 abgibt. Im konkreten Bei spielsfall gibt der Summierverstärker 23 das mit dem Faktor 15 verstärkte Summensignal ab.The all-pass 19 is followed by a third amplifier 21 , which has the gain factor V 3 = -2. The output signal U ' M of the third amplifier 21 is fed together with the output signals U' E1 , U ' E2 of the first input amplifier 13 and the second input amplifier 13 ' to a summing amplifier 23 which has a sum of the signals U 'at its output. E1 , U ' E2 and U' M outputs proportional output signal to a second order low-pass filter 25 . In the specific case of the summing amplifier 23 outputs the sum signal amplified by a factor of 15.
Das Tiefpaßfilter zweiter Ordnung 25 hat bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Grenzfrequenz von fg = 1 kHz und befreit das vom Summierverstärker 23 abgegebene Nutzsignal von hochfrequenten Störungen, wie z. B. Rauschen und stocha stische Impulse. Die im Vergleich mit der Zyklusfrequenz des Magnetfeldes und des Meßsignals hohe Grenzfrequenz des Filters 25 ist darin begründet, daß ein möglichst gutes Rechteck-Über tragungsverhalen des Filters 25 für das Nutzsignal angestrebt wird. Um dies zu realisieren, wurde ein Durchlaßbereich bis zur 39. Oberwelle festgelegt.The second order low-pass filter 25 has a cut-off frequency of f g = 1 kHz in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 and frees the useful signal emitted by the summing amplifier 23 from high-frequency interference, such as, for. B. noise and stocha tical impulses. The high cut-off frequency of the filter 25 in comparison with the cycle frequency of the magnetic field and the measurement signal is due to the fact that the best possible square transmission behavior of the filter 25 for the useful signal is sought. To achieve this, a pass band up to the 39th harmonic was defined.
Am Ausgang des Tiefpaßfilters 25 steht dann ein von Störungen weitgehend befreites Meßsignal UA/D zur Verfügung, das einem (nicht gezeigten) Analog/Digital-Wandler einer Auswerteschal tung zugeführt wird, die Durchflußmeßwerte in digitaler Form bereitstellt.At the output of the low-pass filter 25 there is then a measurement signal U A / D which is largely free of interference and which is fed to an analog / digital converter (not shown) of an evaluation circuit which provides flow measurement values in digital form.
Nachstehend werden einige Fallbeispiele diskutiert, um die Wirkungsweise der Signaleingangsschaltung nach Fig. 1 deutlich zu machen. Die angegebenen Zahlenwerte sind lediglich als Beispielswerte aufzufassen. Die in der Realität auftretenden Spannungswerte können um mehrere Größenordnungen von den Bei spielswerten abweichen.Some case examples are discussed below to make the operation of the signal input circuit shown in FIG. 1 clear. The given numerical values are only to be understood as example values. The voltage values that occur in reality can deviate from the example values by several orders of magnitude.
Annahme:
An den beiden Elektroden 9, 9 treten Galvano-Störgleichspan
nungen mit
UE1 = O,5 V und UE2 = -0,2 V (bezogen auf Schaltungsmasse)
auf.Adoption:
At the two electrodes 9 , 9 galvanic interference voltages occur
U E1 = 0.5 V and U E2 = -0.2 V (based on circuit ground).
Nach Verstärkung der Spannung UE1, mit dem Verstärkungsfaktor V1 = 2 beträgt die Spannung am Ausgang des ersten Eingangsver stärkers 13 U'E1 = 1 V, wohingegen nach Verstärkung der Spannung U'E2 mit dem Verstärkungsfaktor V2 = -2 die Spannung am Ausgang des zweiten Eingangsverstärkers 13' U'E2 = 0,4 V beträgt. Zwi schen den beiden Widerständen 15, 15' stellt sich eine Mittel spannung von UM = 0,7 V ein, die als Gleichspannung den Allpaß erster Ordnung 19 unverändert passiert und nach Verstärkung mit dem Verstärkungsfaktor V3 = -2 als U'M = -1,4 V am Ausgang des dritten Verstärkers 21 und damit an einem der Eingänge des Summierverstärkers 23 ansteht. Die von dem Summierverstärker 23 gebildete Summenspannung U'E1 + U'E2 + U'M = 1 V + 0,4 V + (-1,4 V) hat den Wert 0 V, so daß die Ausgangsspannung des Summierverstär kers 23 ebenfalls 0 V beträgt.After amplifying the voltage U E1 , with the gain factor V 1 = 2, the voltage at the output of the first input amplifier is 13 U ' E1 = 1 V, whereas after amplifying the voltage U' E2 with the gain factor V 2 = -2, the voltage at Output of the second input amplifier 13 'U' E2 = 0.4 V. Between the two resistors 15 , 15 'is a mean voltage of U M = 0.7 V, which passes through the all-pass first order 19 unchanged as a DC voltage and after amplification with the gain factor V 3 = -2 as U' M = -1.4 V is present at the output of the third amplifier 21 and thus at one of the inputs of the summing amplifier 23 . The sum voltage formed by the summing amplifier 23 U '+ U E1' E2 + U 'M = 1 V + 0.4 V + (-1.4 V) has a value of 0 V, so that the output voltage of the Summierverstär kers 23 also 0 V is.
Störgleichspannungen werden daher durch die erfindungsgemäße Signaleingangsschaltung wirksam unterdrückt. DC interference voltages are therefore caused by the invention Signal input circuit effectively suppressed.
Annahme:
Es liegen an den Eingängen der Impedanzwandler 11, 11' Gleich
takt-Störsignale gleicher Frequenz und gleicher Amplitude vor,
wie dies bei magnetisch-induktiven Durchflußmessern häufig
aufgrund kapazitiver und/oder Ohm'scher Einwirkungen des Ma
gnetfelderzeugers auf die Meßstrecke der Fall ist.Adoption:
There are at the inputs of the impedance converters 11 , 11 'common-mode interference signals of the same frequency and amplitude, as is often the case with magnetic-inductive flow meters due to capacitive and / or ohmic effects of the magnetic field generator on the measuring section.
Angenommen, die Amplituden der Gleichtaktsignale betragen UE1 = 0,5 V und UE2 = 0,5 V, so sind an den Ausgängen der Eingangs verstärker 13, 13' die Amplituden U'E1 = 2.0,5 V = 1 V und U'E2 = (-2).0,5 V = -1 V meßbar.Assuming that the amplitudes of the common mode signals are U E1 = 0.5 V and U E2 = 0.5 V, the amplitudes U ' E1 = 2.0.5 V = 1 V and U are at the outputs of the input amplifiers 13 , 13 '' E2 = (-2) .0.5 V = -1 V measurable.
Die Mittelspannung am Eingang des Allpasses erster Ordnung 19 beträgt UM = 0 V, so daß auch am Ausgang des dritten Verstärkers 21 eine Spannung U'M = 0 V ansteht. Das Summensignal U'E1 + U'E2 + U'M = 1 V + (-1 V) + 0 V beträgt 0 V. Dieses Ergebnis zeigt, daß die Signaleingangsschaltung nach der Erfindung Gleichtakt- Störsignale wirksam unterdrückt.The medium voltage at the input of the first-order all-pass 19 is U M = 0 V, so that a voltage U ' M = 0 V is also present at the output of the third amplifier 21 . The sum signal U ' E1 + U' E2 + U ' M = 1 V + (-1 V) + 0 V is 0 V. This result shows that the signal input circuit according to the invention effectively suppresses common-mode interference signals.
Annahme:
Die bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung erzeugten
regulären Potentialänderungen an den Elektroden 9, 9 führen zu
Nutzsignalen mit der Erregerfrequenz von 25 Hz und entgegen
gesetzt gleichen Amplituden mit UE1 = 0,5 V und UE2 = -0,5 V.Adoption:
The regular potential changes at the electrodes 9 , 9 generated in the magnetic-inductive flow measurement lead to useful signals with the excitation frequency of 25 Hz and opposite amplitudes with U E1 = 0.5 V and U E2 = -0.5 V.
An den Ausgängen der Eingangsverstärker 13, 13' haben die entsprechend verstärkten Signale die Amplitude UE1 = 2 • 0,5 V = 1 V und U'E2 = (-2).(-0,5 V) = 1 V.At the outputs of the input amplifiers 13 , 13 ', the correspondingly amplified signals have the amplitude U E1 = 2 • 0.5 V = 1 V and U' E2 = (-2). (- 0.5 V) = 1 V.
Die Mittelspannungsamplitude UM am Mittenspannungsabgriff 17 beträgt dann ebenfalls 1 V. Der Allpaß erster Ordnung 19 in vertiert die betreffenden Rechteck-Signalimpulse, die dann schließlich vom dritten Verstärker 21 mit dem Verstärkungs faktor -2 verstärkt werden, so daß sie am Ausgang des Verstär kers 21 die Amplitude U'M = 2 V haben. The medium voltage amplitude U M at the center voltage tap 17 is then also 1 V. The all-pass first order 19 in vertises the relevant rectangular signal pulses, which are then finally amplified by the third amplifier 21 with the gain factor -2, so that they are at the output of the amplifier 21 have the amplitude U ' M = 2 V.
Die Summenspannung U'E1 + U'E2 + U'M = 1 V + 1 V + 2 V beträgt 4 V. Nach Verstärkung mit dem Faktor 15 gibt der Summierverstärker 23 das Signal US aus, dessen Rechteckimpuls-Amplitude 60 V be trägt. Das bei 25 gefilterte Nutzsignal US steht dann als UA/D für eine Analog/Digital-Wandlung bereit.The sum voltage U ' E1 + U' E2 + U ' M = 1 V + 1 V + 2 V is 4 V. After amplification by a factor of 15, the summing amplifier 23 outputs the signal U S , the square-wave pulse amplitude of which is 60 V. . The useful signal U S filtered at 25 is then available as U A / D for an analog / digital conversion.
Die vorstehend aufgeführten Beispiele zeigen, daß Nutzsignale wirksam verstärkt werden, wohingegen Störgleichspannungen und Gleichtaktsignale wirksam unterdrückt werden.The examples given above show that useful signals are effectively amplified, whereas DC interference voltages and Common mode signals are effectively suppressed.
Fig. 2a zeigt in einem Oszillogramm den Signalverlauf von Gleichtakt-Störsignalen UE1, (Kanal 2) und UE2 (Kanal 3) im we sentlichen gleicher Amplitude und gleicher Zyklusfrequenz. Der Potentialbezugsnullpunkt ist in dem Oszillogramm willkürlich 3 eingestellt. Die Y-Achsenteilung beträgt für die Kanäle 2 und 3 20 mV pro Teilstrich. Die X-Achsenteilung beträgt 5 ms pro Teilstrich. In der oberen Hälfte des Oszillogramms gemäß Fig. 2a ist das korrespondierende Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 25 dargestellt (Kanal 1). Die Y-Achsenteilung für den Kanal 1 beträgt 0,2 V pro Teilstrich. Ein Vergleich der Signale in Fig. 2a zeigt, daß eine wirksame Gleichtakt-Störsignalunter drückung stattgefunden hat. Fig. 2a shows in an oscillogram the waveform of common mode interference signals U E1 , (channel 2 ) and U E2 (channel 3 ) in the same amplitude and the same cycle frequency. The potential reference zero is set arbitrarily 3 in the oscillogram. The Y axis division for channels 2 and 3 is 20 mV per division. The X axis division is 5 ms per division. The corresponding output signal of the low-pass filter 25 is shown in the upper half of the oscillogram according to FIG. 2a (channel 1 ). The Y axis division for channel 1 is 0.2 V per division. A comparison of the signals in Fig. 2a shows that an effective common mode noise suppression has taken place.
Fig. 2b zeigt ein entsprechendes Oszillogramm, wobei über die Kanäle 2 und 3 Nutzsignale UE1 und UE2 aufgenommen wurden. Die Y-Achsenteilung für die Kanäle 2 und 3 beträgt 20 mV pro Teil strich. In der oberen Hälfte des Oszillogramms nach Fig. 2b ist das korrespondierende Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 25 dargestellt. Die Y-Achsenteilung für Kanal 1 beträgt 2 V pro Teilstrich. Bezugspotentialnullpunkte sind in Fig. 2b eben falls willkürlich dargestellt. Fig. 2b zeigt, daß das reguläre Meßsignal eine wirksame Verstärkung erfährt. FIG. 2b shows a corresponding oscillogram were being received via the channels 2 and 3 useful signals U U E1 and E2. The Y-axis division for channels 2 and 3 is 20 mV per line. The corresponding output signal of the low-pass filter 25 is shown in the upper half of the oscillogram according to FIG. 2b. The Y axis division for channel 1 is 2 V per division. Reference potential zero points are also shown arbitrarily in FIG. 2b. Fig. 2b shows that the regular measurement signal undergoes an effective amplification.
Das Ergebnis einer weiteren simulierten Messung ist in dem Oszillogramm gemäß Fig. 2c dargestellt. Über die Kanäle 1 und 2 wurden simulierte Nutzsignalspannungen UE1 und UE2 aufge zeichnet, die an die Eingänge der Impedanzwandler 11 bzw. 11' angelegt wurden. Den Nutzsignalen UE1 und UE2 wurde jeweils ein Gleichtakt-Störsignal überlagert, wie es gemäß Fig. 2c über den Kanal 3 aufgezeichnet wurde. Dem Signal UE1 wurde darüber hinaus ein Galvano-Gleichspannungssignal von etwa -0,4 V überlagert, wohingegen der simulierten Eingangsspannung UE2 eine Galvano-Gleichspannung von etwa +0,2 V überlagert wurde. Die Galvano-Gleichspannungen sind in Fig. 2c nicht eingezeich net. Über Kanal 4 wurde das am Ausgang des Tiefpaßfilters 25 erhaltene Meßsignal UA/D aufgenommen. Fig. 2c zeigt, daß auch im Falle der Überlagerung des Nutzsignals durch mehrere verschie dene Störsignale eine gute Störsignalunterdrückung stattfindet und daß das reguläre Meßsignal eine wirksame Verstärkung er fährt.The result of a further simulated measurement is shown in the oscillogram according to FIG. 2c. Simulated useful signal voltages U E1 and U E2 were recorded via channels 1 and 2 , which were applied to the inputs of the impedance converters 11 and 11 ', respectively. A common mode interference signal was superimposed on the useful signals U E1 and U E2 , as was recorded via channel 3 according to FIG. 2c. The signal U E1 was also superimposed with a galvano DC voltage signal of approximately -0.4 V, whereas the simulated input voltage U E2 was superimposed with a galvano DC voltage of approximately +0.2 V. The DC galvanic voltages are not shown in Fig. 2c net. The measurement signal U A / D obtained at the output of the low-pass filter 25 was recorded via channel 4 . Fig. 2c shows that even in the case of the superimposition of the useful signal by several different interference signals good interference suppression takes place and that the regular measurement signal he effective amplification.
Die Y-Achsenteilung in Fig. 2c für die Kanäle 1, 2 und 3 be trägt 20 mV pro Teilstrich. Die Y-Achsenteilung für den Kanal 4 beträgt 5,0 V pro Teilstrich. Die X-Achsenteilung beträgt für alle Kanäle 10 ms pro Teilstrich.The Y-axis division in Fig. 2c for channels 1 , 2 and 3 be 20 mV per division. The Y axis division for channel 4 is 5.0 V per division. The X-axis division is 10 ms per division for all channels.
Claims (6)
umfassend einen mit einer der Meßelektroden (9) elek trisch zu verbindenden ersten Eingangsverstärker (13), einen mit der anderen Meßelektrode (9) elektrisch zu verbindenden zweiten Eingangsverstärker (13') und eine die Ausgangssignale der Eingangsverstärker (13, 13') zu einem Durchflußmeßsignal verarbeitende und eine Summier schaltung (23) enthaltende Signalverarbeitungsschaltung (15, 15', 19, 21, 23, 25), dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalverarbeitungsschaltung (15, 15', 19, 21, 23, 25) eine die Ausgänge der beiden Eingangsverstärker (13, 13') elektrisch miteinander verbindende Reihenschal tung aus zwei Widerständen (15, 15') oder Widerstands schaltungen mit im wesentlichen gleichen Widerstandswer ten (R), eine an einem Mittenabgriff (17) zwischen den Widerständen (15, 15') oder Widerstandsschaltungen ange schlossene Phasendrehschaltung (19), die eine Phasendre hung von Signalanteilen mit der Erregerzyklusfrequenz und von Signalanteilen mit Frequenzen oberhalb der Erregerzy klusfrequenz um 180° erzeugt, und einen der Phasendreh schaltung (19) nachgeschalteten dritten Verstärker (21) umfaßt, wobei die Summierschaltung (23) die Ausgangssi gnale der beiden Eingangsverstärker (13, 13') und des dritten Verstärkers (21) addiert und an ihrem Ausgang ein der Weiterverarbeitung zuzuführendes Durchflußmeßsignal bereitstellt, wobei der erste Eingangsverstärker (13) eine Spannungsverstärkung von V1, der zweite Eingangsver stärker (13') eine Spannungsverstärkung von V2 = -V1 und der dritte Verstärker (21) eine Spannungsverstärkung von V3 = -2 hat. 1. Signal input circuit for a magnetic-inductive flow meter ( 3 ) in which a liquid flows through a measuring tube ( 5 ) which is interspersed with a magnetic field clocked with an excitation frequency or a magnetic alternating field in the area of a measuring plane transverse to the measuring tube axis and at the one through the flow rate of the liquid approximately proportional measurement signal can be tapped at two electrical measuring electrodes ( 9 , 9 ) which are arranged transversely to the direction of the magnetic field in the measuring plane opposite one another on the measuring tube ( 5 ),
comprising one with one of the measuring electrodes ( 9 ) to be electrically connected first input amplifier ( 13 ), one with the other measuring electrode ( 9 ) to be electrically connected second input amplifier ( 13 ') and one of the output signals of the input amplifiers ( 13 , 13 ') into one Flow measuring signal processing and a summing circuit ( 23 ) containing signal processing circuit ( 15 , 15 ', 19 , 21 , 23 , 25 ), characterized in that
that the signal processing circuit ( 15 , 15 ', 19 , 21 , 23 , 25 ) one of the outputs of the two input amplifiers ( 13 , 13 ') electrically interconnecting series circuit of two resistors ( 15 , 15 ') or resistor circuits with substantially the same Resistance values (R), a phase tapping circuit ( 19 ) connected to a center tap ( 17 ) between the resistors ( 15 , 15 ') or resistor circuits ( 19 ), the phase rotation of signal components with the excitation cycle frequency and signal components with frequencies above the excitation cycle frequency Generated 180 °, and one of the phase rotation circuit ( 19 ) downstream third amplifier ( 21 ), the summing circuit ( 23 ), the outputs signals from the two input amplifiers ( 13 , 13 ') and the third amplifier ( 21 ) added and at their output provides a flow measurement signal for further processing, the first input amplifier ( 13 ) providing a Voltage gain of V 1 , the second input amplifier ( 13 ') has a voltage gain of V 2 = -V 1 and the third amplifier ( 21 ) has a voltage gain of V 3 = -2.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19904166A1 (en) * | 1999-02-03 | 2000-08-10 | Bosch Gmbh Robert | Flow measurement method for filling liquid or paste material particles into packing containers, with measurement pulses supplied to control device as input value to calculate filling amount |
| WO2014019779A2 (en) | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Electronic measuring device and measuring system formed therewith |
| EP2533023A3 (en) * | 2011-06-06 | 2015-03-25 | KROHNE Messtechnik GmbH | Magnetic-inductive flow measuring apparatus |
| WO2018002135A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetically inductive flowmeter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2118092A1 (en) * | 1970-04-14 | 1971-10-28 | Philips Nv | Magnetic flow meter |
| DE3314954A1 (en) * | 1983-04-25 | 1984-10-25 | Fischer & Porter GmbH, 3400 Göttingen | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE SUPPRESSION OF COMMUNICATION VOLTAGES AND ELECTRODE INTERFERENCE DC VOLTAGES IN THE EVALUATION OF MEASURED VALUE VOLTAGES THAT ARE OUTPUT BY MEASURING ELECTRODES OF AN INDUCTIVE FLOW MEASURING DEVICE |
| DE3540170A1 (en) * | 1985-11-13 | 1987-05-21 | Turbo Werk Messtechnik Gmbh | CIRCUIT FOR CONVERTING A PERIODIC USE SIGNAL TO A DC VOLTAGE SIGNAL |
-
1997
- 1997-04-17 DE DE1997116119 patent/DE19716119C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2118092A1 (en) * | 1970-04-14 | 1971-10-28 | Philips Nv | Magnetic flow meter |
| DE3314954A1 (en) * | 1983-04-25 | 1984-10-25 | Fischer & Porter GmbH, 3400 Göttingen | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE SUPPRESSION OF COMMUNICATION VOLTAGES AND ELECTRODE INTERFERENCE DC VOLTAGES IN THE EVALUATION OF MEASURED VALUE VOLTAGES THAT ARE OUTPUT BY MEASURING ELECTRODES OF AN INDUCTIVE FLOW MEASURING DEVICE |
| DE3540170A1 (en) * | 1985-11-13 | 1987-05-21 | Turbo Werk Messtechnik Gmbh | CIRCUIT FOR CONVERTING A PERIODIC USE SIGNAL TO A DC VOLTAGE SIGNAL |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19904166A1 (en) * | 1999-02-03 | 2000-08-10 | Bosch Gmbh Robert | Flow measurement method for filling liquid or paste material particles into packing containers, with measurement pulses supplied to control device as input value to calculate filling amount |
| EP2533023A3 (en) * | 2011-06-06 | 2015-03-25 | KROHNE Messtechnik GmbH | Magnetic-inductive flow measuring apparatus |
| WO2014019779A2 (en) | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Electronic measuring device and measuring system formed therewith |
| DE102012106926A1 (en) | 2012-07-30 | 2014-05-15 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Measuring electronics and thus formed measuring system |
| WO2018002135A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetically inductive flowmeter |
| CN109416268A (en) * | 2016-06-28 | 2019-03-01 | 西门子股份公司 | Magnetic induction flowmeter |
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