DE3341357A1 - Ansteuereinrichtung zur erzeugung eines konstanten stromes durch ein tastverhaeltnis fuer eine elektromagnetische einrichtung zur messung einer stroemung - Google Patents
Ansteuereinrichtung zur erzeugung eines konstanten stromes durch ein tastverhaeltnis fuer eine elektromagnetische einrichtung zur messung einer stroemungInfo
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Description
^steuereinrichtung zur Erzeugung eines konstanten Stromes durch ein Tastverhältnis für eine elektromagnetische
Einrichtung zur Messung einer Strömung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Ansteuerkreise zur Erregung der Spule des Elektromagneten
einer elektromagnetischen Einrichtung zur Messung der Strömung bzw. eines Flusses. Insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung eine Ansteuereinrichtung, die zu diesem Zweck den Strom durch die Spule auf einem im wesentlichen
konstanten Pegel hält, um unerwünschte Komponenten in dem durch die Elektroden der Einrichtung zur
Messung der Strömung erzeugten Signal so gering wie möglich zu halten.
Bei einer elektromagnetischen Einrichtung zur Messung der Strömung wird die Flüssigkeit, deren Strömungsgeschwindigkeit
gemessen werden soll, durch ein Strömungsrohr geleitet, das ein Paar von sich diametral gegenüber-
liegenden Elektroden aufweist. Durch einen Elektromagneten wird senkrecht zur Längsachse des Rohres ein magnetisches
Feld erzeugt. Wenn die fließende Flüssigkeit dieses Feld kreuzt, wird darin eine Spannung induziert, die
zu den Elektroden übertragen wird. Diese Spannung, die proportional zu einer Durchschnittsgeschwindigkeit der
Flüssigkeit und daher proportional zur durchschnittlichen
volumetrischen Geschwindigkeit ist, wird dann verstärkt und zur Betätigung eines Recorders oder eine Anzeigeeinrichtung
verarbeitet.
Es kann ein magnetisches Gleich- oder Wechselfeld verwendet werden, da in jedem Falle die Amplitude der in
der durch das Feld fließenden Flüssigkeit induzierten Spannung eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit
ist. Wenn man jedoch mit einem magnetischen Gleichfluß arbeitet,wirkt ein durch die Flüssigkeit fließendes
Gleichstromsignal derart, daß es die Elektroden polarisiert. Die Amplitude der Polarisation ist proportional
zum Zeitintegral des Polarisierungsstromes. Bei einem magnetischen Wechselfluß ist die Polarisierung vernachlässigbar,
da das sich ergebende Stromsignal ein Wechselstromsignal ist, da sich aus diesem Grunde das
Integral nicht mit der Zeit aufbaut.
Alle schädlichen Wirkungen, die im Zusammenhang mit einem Wechselstrombetrieb der elektromagnetischen Einrichtung
zum Messen der Strömung auftreten, können der Änderungsgeschwindigkeit des Flußfeldes (d«5)/dt zugeschrieben
werden, durch die unerwünschte Signale in der Aufnahmeschleife induziert werden. Wenn das magnetische
Flußfeld ein Feld mit einem eingeschwungenen bzw. stabilen Zustand ist, wie dies beispielsweise bei
einem ununterbrochenen Gleichstrombetrieb der Fall ist, wird der ideale Zustand do/dt = 0 erreicht. Wie dies
jedoch zuvor festgestellt wurde, ist der Gleichstrombetrieb zur Erzeugung eines stabilen Feldzustandes nicht
akzeptabel, weil galvanische Potentiale erzeugt werden und weil eine Polarisierung erfolgt.
In der US-PS 3 783 687 ist eine elektromagnetische Einrichtung zur Messung der Strömung beschrieben, bei der
der Erregerstrom für die elektromagnetische Spule eine
eine niedrige Frequenz aufweisende Welle ist, die dazu dient, ein periodisch umgekehrtes Flußfeld eines stabilen
Zustandes zu erzeugen. Dadurch werden unerwünschte gleichphasige und Quer- bzw. Quadraturkoirponenten so klein wie
möglich gehalten, ohne daß Polarisierungseffekte und galvanische Effekte auftreten.
Bei diesem bekannten System weist das Ansteuersystem zur Erregung der Spule eine Schalteinrichtung auf, die den
nicht-stabilisierten Ausgang eines ungefilterten Vollweggleichrichters,
der durch eine Gleichspannungsnetzleitung angesteuert wird, periodisch umkehrt. Weil der Elektromagnet
eine relativ hohe Induktivität aufweist, wirkt er als Siebdrossel, die einen beträchtlichen Prozentsatz
des Welligkeitsanteiles des unstabilisierten Ausganges des Gleichrichters entfernt. Aus diesem Grunde sind keine
Siebkondensatoren erforderlich. Dieses Ansteuersystem weist einen logischen Kreis oder einen Teiler auf, der
mit der Frequenz der Netzspannung (z.B. 50 oder 60 Hz) betätigt wird,und Gate-Impulse mit einer niedrigen Frequenz
erzeugt, um das elektromagnetische Umschalten zu regeln.
Gegenwärtig verwendete Ansteuersysteme zur Erzeugung eines Erregerstromes für eine elektromagnetische Einrichtung
zur Messung der Strömung der in der US-PS 3 687 beschriebenen Art verwenden eine Ansteuereinrichtung
mit einer konstanten Spannung. Die lange L/R-Zeitkonstante des Elektromagneten bewirkt eine relativ langsame
Anstiegszeit des magnetischen Stromes, weshalb eine lange Erregungsperiode erforderlich ist, um einen konstanten
Flußpegel zu erhalten.
Weil die Gesamtspannung und R groß sind, muß ein beträchtlicher Energiebetrag durch das Ansteuersystem
verbraucht werden, um die magnetische Zeitkonstante auf anwendbare Werte zu verringern. Es geht daher ein gros-
-Χι aer Energiebetrag in der Form von Wärme verloren und
dar. i'.yntem weiat einen schlechten Wirkungsgrad auf.
In der US-PS 4 204 240, deren Offenbarung auch Gegenstand dieser Beschreibung ist, ist eine wenig Energie verbrauchende
Ansteuereinrichtung für die Erregerspule einer Einrichtung zur Messung einer Strömung beschrieben, wobei
die Ansteuereinrichtung mit einer periodischen Geschwindigkeit durchgeschaltet wird, die relativ zur
Frequenz der Wechselspannung der Netzleitung klein ist.
Die Ansteuereinrichtung erzeugt einen Stromfluß durch die Spule,der einen im wesentlichen konstanten Pegel aufweist.
Bei einer Ausführungsform der Ansteuereinrichtung der US-PS 4 204 240 werden während jeder Gate-Periode Impulse
mit einer hohen Spannung intermittierend angelegt, um die Spule durch Stöße zu erregen. Die entsprechenden Impulsdauern
werden variiert, um den durch die Spule fliessenden Strom auf einem im wesentlichen konstanten Pegel
zu halten. Aus diesem Grunde werden Schwankungen des durch die Spule fließenden Stromes ermittelt, um deren
Korrektur zu bewirken. Dadurch werden Schwankungen der Wechselstromnetzspannung und andere Variable in Betracht
gezogen.
Aus der US-PS 4 325 261 und der US-PS 4 144 751 gehen weitere Ansteuereinrichtungen für die Erregerspule von
elektromagnetischen Einrichtungen zur Messung einer Strömung hervor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wenig Energie verbrauchende Ansteuereinrichtung
für die Erregerspule einer elektromagnetischen Einrichtung zur Messung der Strömung anzugeben, wobei die Ansteuereinrichtung
einen Stromfluß durch die Spule erzeugen kann, dessen Pegel auf einem im wesentlichen kon-
-Sf-
stanten Pegel gehalten wird. Dadurch werden unerwünschte Komponenten in dem durch die Elektroden der Einrichtung
zur Messung der Strömung erzeugten Signal so klein wie möglich gehalten.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie dieselben Ergebnisse ermöglicht,
die auch durch die Einrichtung der US-PS 4 204 240 erreichbar sind, wobei aber die gesamte Anordnung
einfacher und kostengünstiger ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ansteuereinrichtung der obengenannten Art
anzugeben, die wirksamer und zuverlässiger arbeitet und die relativ wenig Energie verbraucht.
Diese Aufgaben werden durch eine Ansteuereinrichtung für die Erregerspule des Elektromagneten einer Einrichtung zur
Messung der Strömung, in der das zu messende Fluid derart durch ein Strömungsrohr geführt wird, daß es das durch
den Elektromagneten in Querrichtung erzeugte magnetische Flußfeld kreuzt, gelöst, die einen mit der Wechselstromnetzleitung
verbundenen Gleichrichter aufweist, dessen Ausgang durch ein Paar von Schalttransistoren mit der Spule
verbunden ist. Die Steuerelektroden der Schalttransistoreh
sind mit dem Ausgang eines Vergleichers verbunden, der einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluß aufweist.
An den ersten Eingangsanschluß des Vergleichers wird eine rechteckförmige Wechselspannung angelegt, wobei
jeder Zyklus dieser Spannung einen negativen und einen positiven Gate-Impuls aufweist. Dadurch werden die Transistoren
abwechselnd betätigt. Die Anordnung ist so beschaffen, daß das gleichgerichtete Ausgangssignal durch
die Transistoren an die Spule mit einer Polarität angelegt wird, die abwechselnd umgekehrt wird. Der Vergleicher
weist eine positive Rückkopplungsschleife zwischen seinem Ausgang und dem ersten Eingangsanschluß auf, um einen
AU
pulsierenden Ausgang zu erzeugen, wobei die Spule während jedes negativen und positiven Gate-Intervalles durch eine
Impulsreihe erregt wird. Das Tastverhältnis dieser Impulse
wird als eine Funktion einer Bezugsspannung variiert, die von dem durch die Spule fließenden Strom abgeleitet wird
und die an den zweiten Eingangsanschluß angelegt wird. Dadurch wird der Stromfluß durch die Spule geregelt, um
einen im wesentlichen konstanten Strompegel aufrechtzuerhalten.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuereinrichtung für ei
ne elektromagnetische Einrichtung zur Messung der Strömung;
Fig. 2 den Wellenverlauf der in der Ansteuereinrichtung erzeugten Bezugsspannung;
Fig. 3 den Wellenverlauf des durch die Erregerspule fließenden Stromes; und
Fig. 4 den Wellenverlauf der Impulsreihen, die
bewirken, daß der Strom durch die Spule fließt.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ansteuereinrichtung für eine elektromagnetische Einrichtung zum Messen
der Strömung dargestellt, die hauptsächlich ein Strömungsrohr 10 aufweist, durch das ein zu messendes Fluid 11
geführt bzw. geleitet wird. Ein eine Erregerspule 12 aufweisender Elektromagnet dient dazu, in Querrichtung
zur Richtung des parallel zur Längsachse des Rohres verlaufenden Flußes ein magnetisches Feld zu erzeugen.
Elektroden 13 und 14, die in Kontakt zu dem Fluid stehen, sind an diametral gegenüberliegenden Punkten des Strömungsrohres
auf einer Achse angeordnet, die sowohl senkrecht zur Längsrichtung der Strömung als auch zum in Querrichtung
verlaufenden magnetischen Feld verläuft.
In dem Fluid wird in bekannter Weise eine Spannung induziert,
wobei die Strömung das magnetische Feld schneidet bzw. kreuzt, um ein tiefpegeliges Wechselstromsignal an
den Elektrodenanschlüssen zu erzeugen, das die Strömungsgeschwindigkeit wiedergibt. Dieses durch die Strömung
induzierte Signal wird an eine Sekundärwicklung 15 angelegt, die so beschaffen sein kann, wie es in der US-PS
3 783 687 beschrieben ist, um das durch die Strömung
induzierte tiefpegelige Signal in ein proportionales Gleichstromausgangssignal umzuwandeln, das in einem Bereich
(z.B. 4 bis 20 Milliampere Gleichstrom) liegt, der für eine Weiterverarbeitung geeignet ist.
Die Ansteuereinrichtung zur Erregung der Erregerspule 12
weist eine Spannungsquelle mit einem Vollweggleichrichter auf, die durch einen Transformator 16 gebildet wird, deren
Primärwicklung 16A mit einer Wechselstrom-Netzleitung verbunden
ist, die einen üblichen 50 oder 60 Hz-Strom liefert.
Der Transformator 16 weist eine Sekundärspule mit einer
Mittelanzapfung auf. Die Sekundärspule 16B ist mit dem Eingang eines brückenförmigen Vollweggleichrichters 17
verbunden, wobei das Untersetzungsverhältnis zwischen der Sekundärwicklung I6B und der Primärwicklung I6A eine ungefilterte
Ausgangsgleichspannung zwischen dem Ausgang des Gleichrichters 17 an den Anschlüssen T. und T„ und dem
Mittelpunkt M der Sekundärwicklung I6B bewirkt. Bei diesem
Bereich handelt es sich daher um den Hochspannungsbereich der Spannungsquelle.
Zwischen den Anschluß T1 des Brückengleichrichters 17 und
BAD ORIGINAL
' ■■ - 334Ί357 _#_42
dem Mittelpunkt M der Sekundärwicklung des Transformators
ist ein Filter bzw. Siebkondensator 18 geschaltet, während zwischen dem Anschluß T2 und dem Mittelpunkt M ein Filter
bzw. Siebkondensator 19 angeordnet ist. Infolge dieser Anordnung weist die am Siebkondensator 18 erzeugte gleichgerichtete
Spannung eine.umgekehrte Polarität auf, wie die am Siebkondensator 19 erzeugte Spannung.
Zwischen den Kondensator 18 und Masse ist ein VMOS-N-Kanal-Feldeffekttransistor
20 geschaltet. Zwischen den Kondensator 19 und Masse ist ein identischer P-Kanal-VMOS-Feldeffekttransistor
21 geschaltet. Ein Feldeffekttransistor ist eine spannungsgesteuerte Halbleitereinrichtung,
bei der die Stromleitung zwischen dem Source-Bereich (S) und dem Drain-Bereich (D) durch eine Steuerspannung
gesteuert oder moduliert wird, die an die Steuer- oder Gate-Elektrode (G) angelegt wird. Der P-Transistor und der
N-Transistor werden durch die Polarität der Gate-Snannung entgegengesetzt
ein- und ausgeschaltet. Wenn daher die Gate-Elektroden positiv sind, ist die N-Kanal-Einrichtung eingeschaltet,
während die P-Kanal-Einrichtung dann ausgeschaltet ist. Bei einer negativen Gate-Spannung liegen die umgekehrten
Zustände vor.
Die Erregerspule 12 ist mit ihrem einen Ende mit dem Mittelpunkt M der Sekundärwicklung verbunden. Das andere
Ende dieser Spule ist über einen Widerstand R mit Masse verbunden. Wenn daher der in Reihe zum Kondensator 18
geschaltete Feldeffekttransistor 20 durch eine an seine
Gate-Elektrode G angelegte Spannung leitend geschaltet wird, wird die an diesem Kondensator aufgebaute gleichgerichtete
Spannung an die Erregerspule 12 angelegt. Wenn dagegen der Transistor 21, der zum Kondensator 19 in Reihe
geschaltet ist, leitend geschaltet wird, wird die an diesem Kondensator erzeugte gleichgerichtete Spannung an die
Spule angelegt, wobei die Polarität der angelegten Span-
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-&-
nung davon abhängt, welcher Transistor betätigt ist. Wenn daher die Transistoren 20 und 21 abwechselnd betätigt werden,
wird die Polarität der an die Spule angelegten gleichgerichteten Spannung gewechselt.
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Die Gate-Elektroden G der Transistoren 20 und 21 sind beide mit dem Ausgang eines Vergleichers 22 verbunden, der
einen nicht-umkehrenden (+) Eingangsanschluß und einen umkehrenden
(-) Eingangsanschluß aufweist. In der Praxis kann es sich bei dem Vergleicher 22 um eine gewerblich verfügbare,
auf einem Chip angeordnete integrierte Schaltung handeln. Beispielsweise wird ein derartiger Hochgeschwindigkeitsvergleicher
des Typs LM 311 von der Firma National Semiconductor Corporation vertrieben.
An den + Eingangsanschluß des Vergleichers 22 wird über einen Widerstand 23 eine rechteckförmige Wechselwelle als
Gate-Spannung V angelegt, wobei jeder Zyklus dieser Welle
aus einem rechteckförmigen positiven Gate-Impuls P+ und
einem nachfolgenden rechteckförmigen negativen Gate-Impuls P- gebildet wird. Die Ausgangsspannung des Vergleichers 22
wird daher abwechselnd positiv und negativ, was sich so auswirkt, daß die Transistoren 20 und 21, die mit diesem
Ausgang verbunden sind, abwechselnd betätigt werden, wobei an der Drain-Elektrode des Transistors 20 eine positive
Spannung durch den Kondensator 18 und an die Drain-Elektrode des Transistors 21 eine negative Spannung durch den
Kondensator 19 angelegt werden.
Die Gate-Spannung V weist eine Frequenz auf, die Vorzugsweise eine Unterfrequenz der Frequenz der Wechselstromleitung
sein kann, die 50 oder 60 Hz betragen kann.Zu diesem Zweck kann die Gate-Spannung V von einem Frequenzteiler
S
und einem Impulsformer abgeleitet werden, die an die Netz-
und einem Impulsformer abgeleitet werden, die an die Netz-
leitung gekoppelt sind.
-no-
Zwischen den Ausgang des Vergleichers 22 und seinen (+) Eingangsanschluß ist ein Rückkopplungskondensator 24 geschältet
und ein Widerstand 25 ist zwischen diesen Eingang und Masse geschaltet, um eine positive Rückkopplungsschleife
zu bilden. Dadurch werden Schwingungen mit einer konstanten Geschwindigkeit erzeugt, die durch die Kreisparameter
bestimmt wird. Die Widerstände 23 und 25 teilen die Gate-Spannung auf einen Pegel herunter, der der gewünschten
Bezugsspannung gleich ist, die am Widerstand R entwickelt wird.
Der Vergleicher 22 ist so angeordnet, daß er wie ein C-Verstärker
wirkt. Die sich ergebenden Schwingungen in dem Ausgangssignal sind daher nicht sinusförmig. Sie weisen
aber die Form einer Reihe von Impulsen mit einer konstanten Wiederholungsrate auf. Bei der C-Verstärkung eines Röhrenverstärkers
ist die Gittervorspannung beträchtlich größer als die Gittereinsatzspannuncr (cut off), so daß der A.nodenstroif1 Null
ist, wenn kein Eingangssignal am Gitter anliegt und daß der Anodenstrom beträchtlich kürzer als eine Hälfte jedes
Zyklus des Eingangssignales fließt, um einen Ausgangsimpuls zu erzeugen. Ein äquivalenter Vorspannungszustand und ein
pulsierender Ausgangsstrom ergeben sich für einen transistorisierten Verstärker zur Erzeugung der gewünschten Impulsreihe.
Das Tastverhältnise der Impulse der Reihe wird als eine Funktion des Stromflußes in der Erregerspule 12 verändert.
Infolge von Spannungsänderungen an der Wechselstromnetzleitung und anderen Variablen, die die Intensität des
Stromes beeinflussen, neigt der Stromfluß durch die Spule
12 zu Schwankungen. Diese Schwankungen werden durch den dazu in Reihe geschalteten Widerstand R ermittelt, an dem eine
entsprechende Bezugsspannung RV entwickelt wird.
Die Bezugsspannung RV wird über den Widerstand 26 an den
-Κι nicht-invertierenden (+)-Eingang eines Operationsverstärkers
27 angelegt, dessen invertierender (-)-Eingang geerdet ist. Der Ausgang des Verstärkers ist mit einem Spannungsteiler
28 verbunden, dessen Anzapfung mit dem invertierenden (-)-Eingang des Vergleichers 22 verbunden ist.
Der Verstärker 27 ist wahlfrei und in der Praxis kann die Bezugsspannung RV direkt an den Vergleicher 22 angelegt
werden.
Die an den invertierenden Eingang des Vergleichers 22 angelegte Spannung ist proportional zur Bezugsspannung RV
und gibt daher Schwankungen des durch die Erregerspule 12 fließenden Stromes wieder. Dies wirkt sich so aus, daß
die Vorspannung an dem C-Verstärker moduliert wird und daß dadurch das Tastverhältnis der durch den Vergleicher 22
gelieferten Impulsreihe derart verändert wird, daß die Stromschwankungen korrigiert werden, um den Stromfluß durch
die Spule auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten. Der sich ergebende stabile bzw. eingeschwungene Zustand
des Feldes des magnetischen Flusses in der Einrichtung zur Messung der Strömung bewirkt daher die gewünschte
Operation.
Es wird daher während dem positiven Gate-Intervall P+ der· erste Transistor 20 durch eine Reihe von Impulsen betätigt,
deren Tastverhältnis moduliert wird, um zu bewirken, daß der Strom in einer Richtung durch die Spule
mit einem konstanten Pegel fließt. Während des negativen Gate-Intervalls P- wird der Transistor 21 in einer ähnlichen
Weise betätigt, um zu bewirken, daß der Strom in der Spule 12 mit einem konstanten Pegel in die umgekehrte
Richtung fließt.
Zu dem durch die Spule 12 und den Widerstand R gebildeten Serienkreis ist ein Paar von Zenerdioden 29 und 30 in Gegenreihenschaltung
im Nebenschluß angeordnet, um die Rück-
laufspannung (flyback voltage) während der Ausschaltperiode
des Elektromagneten zu begrenzen. Diese Spannung ist zwei- oder dreimal größer als die Steuerspannung.
Die Fig. 2 zeigt den Wellenverlauf der Bezugsspannung RV, die am Bezugswiderstand R entwickelt wird. Die Fig. 3
zeigt den Wellenverlauf WC des durch die Erregerspule 12 fließenden Stromes. Während die Wellenform WC einen deutlichen
Welligkeitsanteil zeigt, wirkt der Elektromagnet der Einrichtung zum Messen der Strömung wie eine Sieb- bzw.
Glättungsdrossel, die in Verbindung mit den Siebkondensatoren 18 und 19 wesentliche Bereiche des Welligkeitsanteiles
glättet, weil er eine relativ hohe Induktivität aufweist. Die Fig. 4 zeigt Impulsreihen PT, die während der Gate-Intervalle
erzeugt werden.
Bei einem Α-Betrieb des Vergleichers werden die Transistoren 20 und 21 ununterbrochen während ihrer jeweiligen Gate-Intervalle
betätigt und es liegt am Transformator 16 ununterbrochen
eine Last an, was zu einem großen Leistungsverbrauch und zu einer Erwärmung führt. Bei der vorliegenden
Vergleichsanordnung, die im C-Betrieb arbeitet, ist wesentlich weniger Energie zum Betrieb der Ansteuereinrichtung
erforderlich und das System arbeitet bei einer niedrigeren und sichereren Temperatur.
Die Erfindung betrifft eine Ansteuereinrichtung für die
Erregerspule in dem Elektromagneten einer elektromagnetischen Einrichtung zur Messung der Strömung, wobei das
zu messende Fluid so durch ein Strömungsrohr geführt wird, daß es das in Querrichtung verlaufende Feld des durch den
Elektromagneten erzeugten magnetischen Flusses schneidet. Die Ansteuereinrichtung weist einen mit einer Wechselstromnetzleitung
verbundenen Gleichrichter auf, dessen Ausgang über ein Paar von Schalttransistorenan die Spule gekoppelt
ist. Die Steuerelektroden der Schalttransistoren
sind mit dem Ausgang eines Vergleichers verbunden, der einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluß aufweist.
An den ersten Eingangsanschluß des Vergleichers wird eine rechteckförmige Wechselspannung angelegt, wobei jeder Zyklus
dieser Spannung einen positiven und einen negativen Gate-Impuls aufweist. Dadurch werden die Transistoren abwechselnd
betätigt. Die Anordnung ist so beschaffen, daß der gleichgerichtete Ausgang durch die Transistoren mit
einer abwechselnd umgekehrten Polarität an die Spule angelegt wird. Der Vergleicher weist eine positive Rückkopplungsschleife
auf, die zwischen den Ausgang und den ersten Anschluß geschaltet ist, um ein Pulsieren des Ausgangssignals
zu erzeugen, wobei während jedes negativen und positiven Gate-Intervalls die Spule durch eine Impulsreihe
erregt wird. Das Tastverhältnis dieser Impulse wird als eine Funktion einer Bezugsspannung verändert, die von
dem Strom abgeleitet wird, der durch die Spule fließt, und die an den zweiten Eingangsanschluß angelegt wird. Dadurch
wird der Stromfluß durch die Spule geregelt, um einen im wesentlichen konstanten Strompegel aufrechtzuerhalten.
, ft .
Leerseite
Claims (9)
- Patentanwälte Dipl.-Ing. Η.γ^ε.γοκμάνι:.. DiPL.-P-Hys. Dr. K. FinckeDipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Drying. H. LiSKA p^ j_ preßte, 3341357VPk 8000 MÜNCHEN 86POSTFACH 860 820 | 5. H OViMOHLSTRASSE 22TELEFON (089) 98 03 52TELEX 522621TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHENFischer & Porter Company Warminster, Pennsylvania 18974Ansteuereinrichtung zur Erzeugung eines konstanten Stromes durch ein Tastverhältnis für eine elektromagnetische Einrichtung zur Messung einer StrömungPatentansprücheb i' 1■ ■ Ansteuereinrichtung für eine elektromagnetische Einrichtung zur Messung einer Strömung, die ein Strömungsrohr mit einem Paar von Elektroden aufweist, die an diametral gegenüberliegenden Positionen des Rohres Migeordnet ;·. i riri, wobei die Einrichtung zum Messen der Strömung einen eine Erregerspule zur Erzeugung eines in Querrichtung verlaufenden magnetischen Feldes in der" Pohr aufweisenden Elektromagneten besitzt, und wobei die Spannung, die in der durch das Rohr fließenden Flüssigkeit, die das Feld kreuzt, induziert wird, zu den Elektroden übertragen wird, um ein duroh die Strömung i 111111 v. 1 crl t>:\ .". I/J.iifil ',mi ri"/.t'iijj,rn , il.hliirHi κ >· k <·· Ii ti ζ e i c I) ti c t. , dal,1» die ninr /j;or· i n^e Kn(MY1JiO verbrauchende Anüteuerelnrichtung zur Erregung den Elektromagnetenri>MW IUU KMCM UUN Kl INT(I-NU. TT KI-H(II till./. TOOKIOMO) · ΙΙΛΜΜΙΙΜ Hi: YI.XI ΙΝΗΙΙΛΝΗ M(1NCIIrN Ki INTO-IMH. UOHIOl «IH.'/.TOOUO'-iTO)BAD ORIGINALeinen mit einerWechselstromnetzleitung, die eine Spannung mit einer vorbestimmten Frequenz liefert, verbindbaren Vollweggleichrichter (17) zur Erzeugung einer gleichgerichteten Spannung, einen ersten Transistor (20), der so zwischen den Gleichrichter (17) und die Spule (12) geschaltet ist, daß er eine gleichgerichtete Spannung einer Polarität an die Spule (12) anlegt, wenn der Transistor (20) leitend geschaltet wird, einen zweiten Transistor (21), der so zwischen den Gleichrichter(17) und die Spule (12) geschaltet ist, daß er die gleichgerichtete Spannung mit der umgekehrten Polarität an die Spule (12) anlegt, wenn der Transistor (21) leitend geschaltet wird, eine Gate-Einrichtung (22) zur abwechselnden Betätigung der Transistoren (20, 21) mit einer vorbestimmten Gate-Geschwindigkeit durch eine Reihe von Impulsen, wobei die gleichgerichtete Spannung intermittierend an die Spule (12) während aufeinanderfolgender positiver und negativer Gate-Intervalle angelegt wird, wodurch bewirkt wird, daß der Strom in der Spule (12) zuerst in der einen Richtung und dann in der umgekehrten Richtung fließt,und eine Einrichtung (R) aufweist, die auf den Stromfluß in der Spule (12) anspricht, um das Tastverhältnis der Impulse in der Reihe zu verändern, um Schwankungen des Stromes zu korrigieren, um in der Spule (12) einen Stromfluß mit einem im wesentlichen konstanten Pegel zu erzeugen.
- 2. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Gleichrichter ein brückenförmiger Vollweggleichrichter (17) mit einem ersten Ausgangsanschluß(T.. )und einem zweiten Ausgangsanschluß (Tp) vorgesehen ist, daß der Eingang der Brücke mit der Sekundärwicklung (16B) eines Transformators (16) verbunden ist, dessen Primärwicklung (16A) an die Wechselstromnetzleitung gekoppelt ist, daß die Sekundärwicklung (16B) eine Mittelanzapfung (M) aufweist,die über die Spule (12) und den ersten Transistor (20) mit dem ersten Ausgangsanschluß (T.) verbunden ist, und daß die Mittelanzapfung (M) auch über die Spule (12) und den zweiten Transistor (21) mit dem zweiten Ausgangsanschluß (Tp) verbunden ist.
- 3. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster Siebkondensator (18) zwischen die Mittelanzapfung (M) und den ersten Ausgangsanschluß (T1) geschaltet ist und daß ein zweiter Siebkondensator (19) zwischen die Mittelanzapfung (M) und den zweiten Ausgangsanschluß (T?) geschaltet ist.
- 4. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Impulsreihe durch einen C-Verstärker (22) mit einer positiven Rückkopplungsschleife erzeugt wird.
- 5. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Transistoren (20, 21) Feldeffekttransistoren vorgesehen sind, an deren Gate-Elektroden die Impülsreihen angelegt werden.
- 6. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Gate-Einrichtung durch einen Vergleicher (22) gebildet wird, dessen Ausgang mit den Gate-Elektroden und über einen positiven Rückkopplungskondensator (24) mit einem nicht-invertierenden Eingang verbunden ist, daß an den nicht-invertierenden Eingang eine rechteckförmige Gate-Spannung (V ) angelegt wird, daß jeder Zyklus dieser Gate-Spannung einen positiven und einen negativen Gate-Impuls aufweist, die bewirken, daß der Ausgang des Vergleichers(22) die Transistoren (20, 21) abwechselnd betätigt, daß der Vergleicher wie ein C-Verstärker wirkt, der alsBAD ORIGINALErgebnis der positiven Rückkopplung schwingt, um dieHn-Pulsreihe zu erzeugen/und daß der Vergleicher (22) einen invertierenden Eingang aufweist, an den eine Bezugsspannung (RV) angelegt wird, die von der Intensität des Stromflusses in der Spule (12) abhängt und die das Tastverhältnis der Impulse entsprechend ändert.
- 7. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Bezugsspannung (RV) von einem Widerstand (R) abgeleitet wird, der in Reihe zur Spule (12) geschaltet ist.
- 8. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Bezugsspannung (RV) die Vorspannung des C-Verstärkers ändert.
- 9. An&teuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gate-bzw. Torgeschwindigkeit relativ zur Frequenz der Wechselstromnetzleitung klein ist.
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