JP3200831B2 - 電磁流量計の励磁回路 - Google Patents
電磁流量計の励磁回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励磁電流をオン／オフ
制御して励磁電流を定電流制御する省電力形のスイッチ
ング制御方式の電磁流量計の励磁回路に係り、特に、励
磁線の長さによって変動するケーブルインピーダンスが
制御性能に影響を及ぼさないように改良した電磁流量計
の励磁回路に関する。
制御して励磁電流を定電流制御する省電力形のスイッチ
ング制御方式の電磁流量計の励磁回路に係り、特に、励
磁線の長さによって変動するケーブルインピーダンスが
制御性能に影響を及ぼさないように改良した電磁流量計
の励磁回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のスイッチング制御方式の電
磁流量計の励磁回路の構成を示す構成図である。電磁流
量計の変換部に搭載される励磁回路１０から励磁線Ｌ1
とＬ2を介して励磁コイル１１に励磁電流Ｉf1を流して
磁場Ｂを発生させる。励磁回路１０は励磁端子Ｔ1、Ｔ2
を、励磁コイル１１は励磁端子Ｔ1´、Ｔ2´をそれぞれ
有し、これらの端子間に励磁線Ｌ1とＬ2が接続されてい
る。
磁流量計の励磁回路の構成を示す構成図である。電磁流
量計の変換部に搭載される励磁回路１０から励磁線Ｌ1
とＬ2を介して励磁コイル１１に励磁電流Ｉf1を流して
磁場Ｂを発生させる。励磁回路１０は励磁端子Ｔ1、Ｔ2
を、励磁コイル１１は励磁端子Ｔ1´、Ｔ2´をそれぞれ
有し、これらの端子間に励磁線Ｌ1とＬ2が接続されてい
る。
【０００３】そして、電磁流量計はこの磁場Ｂを測定流
体に印加してこの測定流体の流量に比例して発生する起
電力を図示しない検出電極で検出し、これから流量を演
算して求める。
体に印加してこの測定流体の流量に比例して発生する起
電力を図示しない検出電極で検出し、これから流量を演
算して求める。
【０００４】励磁回路１０は、検出抵抗Ｒf、ダイオー
ドＤ、スイッチＳＷ、励磁電源Ｅf、低周波信号ｅLを出
力する低周波発振器ＯＳ１、論理ゲートＧ、デューテイ
サイクル変換回路ＤＣＣなどで構成されている。
ドＤ、スイッチＳＷ、励磁電源Ｅf、低周波信号ｅLを出
力する低周波発振器ＯＳ１、論理ゲートＧ、デューテイ
サイクル変換回路ＤＣＣなどで構成されている。
【０００５】また、デューテイサイクル変換回路ＤＣＣ
は、高周波の三角波電圧ｅTを発生させる高周波発振器
ＯＳ２、コンパレータＣＯ、基準電圧ＥSを発生させる
基準電圧源ＳES、抵抗Ｒ1、Ｒ2などで構成されている。
は、高周波の三角波電圧ｅTを発生させる高周波発振器
ＯＳ２、コンパレータＣＯ、基準電圧ＥSを発生させる
基準電圧源ＳES、抵抗Ｒ1、Ｒ2などで構成されている。
【０００６】次に、以上のように構成された励磁回路の
動作について説明する。励磁コイル１１に流れる励磁電
流Ｉf1は、検出抵抗Ｒfで検出されて、ｅf＝ＲfＩf1な
る検出電圧としてデューテイサイクル変換回路ＤＣＣに
入力される。
動作について説明する。励磁コイル１１に流れる励磁電
流Ｉf1は、検出抵抗Ｒfで検出されて、ｅf＝ＲfＩf1な
る検出電圧としてデューテイサイクル変換回路ＤＣＣに
入力される。
【０００７】一方、デューテイサイクル変換回路ＤＣＣ
は、検出電圧ｅfと励磁電流Ｉf1の値を決める基準電圧
ＥSの差と、高周波の三角波電圧ｅTとをコンパレータＣ
Ｏにより比較し、励磁電流Ｉf1を一定値に制御するデュ
テイサイクル信号ｄを発生させる。
は、検出電圧ｅfと励磁電流Ｉf1の値を決める基準電圧
ＥSの差と、高周波の三角波電圧ｅTとをコンパレータＣ
Ｏにより比較し、励磁電流Ｉf1を一定値に制御するデュ
テイサイクル信号ｄを発生させる。
【０００８】そこで、論理ゲートＧは励磁電流Ｉf1の周
波数を決める低周波信号ｅLでデュテイサイクル信号ｄ
を変調し、この変調出力でスイッチＳＷのオン／オフを
制御する。
波数を決める低周波信号ｅLでデュテイサイクル信号ｄ
を変調し、この変調出力でスイッチＳＷのオン／オフを
制御する。
【０００９】スイッチＳＷがオンのときは、励磁コイル
１１には励磁電源Ｅfが印加されて、励磁電流Ｉf1が増
加する。スイッチＳＷがオフのときは、励磁電流Ｉf1は
ダイオードＤに流れ、励磁コイル１１のインダクタンス
と励磁抵抗で決定される時定数で減衰する。
１１には励磁電源Ｅfが印加されて、励磁電流Ｉf1が増
加する。スイッチＳＷがオフのときは、励磁電流Ｉf1は
ダイオードＤに流れ、励磁コイル１１のインダクタンス
と励磁抵抗で決定される時定数で減衰する。
【００１０】減衰した励磁電流Ｉf1は、検出抵抗Ｒfで
検出されデュテイサイクル信号ｄのオン成分を増大し
て、スイッチＳＷのオンの周期を長くして励磁電流Ｉf1
を一定の値に保持する。
検出されデュテイサイクル信号ｄのオン成分を増大し
て、スイッチＳＷのオンの周期を長くして励磁電流Ｉf1
を一定の値に保持する。
【００１１】この場合に、励磁電流Ｉf1のリップル、即
ち、磁束Ｂのリップルを充分に小さくするには、三角波
電圧ｅTの周波数を低周波信号ｅLの周波数に比べて充分
に大きくすることが必要となり、たとえば、低周波信号
ｅLが１０Ｈｚ程度の場合でも三角波電圧ｅTは数ＫＨｚ
〜数１０ＫＨｚの間に選定される。
ち、磁束Ｂのリップルを充分に小さくするには、三角波
電圧ｅTの周波数を低周波信号ｅLの周波数に比べて充分
に大きくすることが必要となり、たとえば、低周波信号
ｅLが１０Ｈｚ程度の場合でも三角波電圧ｅTは数ＫＨｚ
〜数１０ＫＨｚの間に選定される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のような電磁流量
計の励磁回路は、励磁電流Ｉf1をスイッチＳＷで制御す
ることにより、シリーズレギュレータで励磁電流Ｉf1を
定電流化する場合に比べて定電流回路での電力損失は大
幅に改善できるメリットがある。
計の励磁回路は、励磁電流Ｉf1をスイッチＳＷで制御す
ることにより、シリーズレギュレータで励磁電流Ｉf1を
定電流化する場合に比べて定電流回路での電力損失は大
幅に改善できるメリットがある。
【００１３】しかしながら、励磁コイル１１への印加電
圧は高周波の三角波電圧ｅTの周期でオン／オフされる
ので、検出部と変換部とが離れて設置される場合、励磁
コイル１１に流れる励磁電流Ｉf1を正確に一定値に制御
することができない。
圧は高周波の三角波電圧ｅTの周期でオン／オフされる
ので、検出部と変換部とが離れて設置される場合、励磁
コイル１１に流れる励磁電流Ｉf1を正確に一定値に制御
することができない。
【００１４】以上の点について、図７を用いて説明す
る。変換部に近接して設置される励磁回路１０と検出部
に近接して設置される励磁コイル１１との間は、励磁線
Ｌ1とＬ2で接続されているが、この長さが長くなると励
磁線Ｌ1、Ｌ2間の分布容量Ｃ0、つまりＣ01、Ｃ02、
…、Ｃ0nによりここをバイパスして流れる電流ｉ1、
ｉ2、…、ｉnが存在する。
る。変換部に近接して設置される励磁回路１０と検出部
に近接して設置される励磁コイル１１との間は、励磁線
Ｌ1とＬ2で接続されているが、この長さが長くなると励
磁線Ｌ1、Ｌ2間の分布容量Ｃ0、つまりＣ01、Ｃ02、
…、Ｃ0nによりここをバイパスして流れる電流ｉ1、
ｉ2、…、ｉnが存在する。
【００１５】このため、磁束Ｂに対応する励磁コイル１
１に流れる励磁電流Ｉf1と、検出抵抗Ｒfに流れる電流
Ｉf2とが一致しなくなるので、検出抵抗Ｒfで検出した
電圧をベースとしてこれを一定に制御しても励磁電流Ｉ
f1を一定値に制御することができず、精度の低下を招
く。
１に流れる励磁電流Ｉf1と、検出抵抗Ｒfに流れる電流
Ｉf2とが一致しなくなるので、検出抵抗Ｒfで検出した
電圧をベースとしてこれを一定に制御しても励磁電流Ｉ
f1を一定値に制御することができず、精度の低下を招
く。
【００１６】したがって、スイッチング制御方式の励磁
電流制御は、省電力というメリットがあるにもかかわら
ず、検出部と変換部とが一体に構成される一体形の電磁
流量計や、検出器／変換器間の距離が短く制限される場
合などにしか利用されていない。
電流制御は、省電力というメリットがあるにもかかわら
ず、検出部と変換部とが一体に構成される一体形の電磁
流量計や、検出器／変換器間の距離が短く制限される場
合などにしか利用されていない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、励磁コイルに励磁線を介し
て流れる励磁電流を前記励磁コイルと直列に接続された
検出抵抗によって検出し、先の励磁コイルと先の検出抵
抗と励磁電源に直列に接続されたスイッチをオンオフし
て先の励磁電流を制御する電磁流量計の励磁回路におい
て、先の励磁線の少なくとも一方にシールドを施すと共
にこのシールドの一端を先の検出抵抗と先の前記スイッ
チの出力端との接続点に接続するようにしたものであ
る。
解決するための構成として、励磁コイルに励磁線を介し
て流れる励磁電流を前記励磁コイルと直列に接続された
検出抵抗によって検出し、先の励磁コイルと先の検出抵
抗と励磁電源に直列に接続されたスイッチをオンオフし
て先の励磁電流を制御する電磁流量計の励磁回路におい
て、先の励磁線の少なくとも一方にシールドを施すと共
にこのシールドの一端を先の検出抵抗と先の前記スイッ
チの出力端との接続点に接続するようにしたものであ
る。
【００１８】
【作 用】励磁コイルと励磁回路とを結ぶ励磁線の少な
くとも一方にシールドを施すと共にこのシールドを検出
抵抗と励磁電源或いはスイッチの出力端に接続して、高
周波成分はシールドを介して励磁電源にリターンさせて
検出抵抗に発生する検出電圧が励磁線の分布容量により
変動する高周波成分の影響を受けないようにして低周波
成分を一定電流に制御する。
くとも一方にシールドを施すと共にこのシールドを検出
抵抗と励磁電源或いはスイッチの出力端に接続して、高
周波成分はシールドを介して励磁電源にリターンさせて
検出抵抗に発生する検出電圧が励磁線の分布容量により
変動する高周波成分の影響を受けないようにして低周波
成分を一定電流に制御する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図６に示す従来の電磁流量計の励磁回路と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜に
その説明を省略する。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図６に示す従来の電磁流量計の励磁回路と
同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜に
その説明を省略する。
【００２０】励磁回路１２と励磁コイル１１との間は、
一対の励磁線Ｌ3、Ｌ4で接続されているが、その一方の
励磁線Ｌ3はシールドＳで覆われ、このシールドＳはス
イッチＳＷと検出抵抗Ｒfの接続点に一端が接続されて
いる。
一対の励磁線Ｌ3、Ｌ4で接続されているが、その一方の
励磁線Ｌ3はシールドＳで覆われ、このシールドＳはス
イッチＳＷと検出抵抗Ｒfの接続点に一端が接続されて
いる。
【００２１】図中、Ｃ0は励磁線Ｌ3とシールドＳとの間
の分布容量、Ｃ0´はシールドＳと励磁線Ｌ4との間の分
布容量をそれぞれ示し、検出器と変換器との間の距離に
より変化する。なお、検出抵抗Ｒfは0.5Ω〜1.0Ω程度
の極めて小さい値に選定されている。その他の構成は、
図６に示す構成とほぼ同様である。
の分布容量、Ｃ0´はシールドＳと励磁線Ｌ4との間の分
布容量をそれぞれ示し、検出器と変換器との間の距離に
より変化する。なお、検出抵抗Ｒfは0.5Ω〜1.0Ω程度
の極めて小さい値に選定されている。その他の構成は、
図６に示す構成とほぼ同様である。
【００２２】次に、以上のように構成された実施例の動
作について図２に示す波形図を用いて説明する。図２
（ａ）は高周波の三角波電圧ｅTの波形を、図２（ｂ）
は励磁電流Ｉf2の周期を決める低周波信号ｅLの波形
を、図２（ｃ）は励磁端子Ｔ1とＴ2の間の励磁電圧Ｖf
を、図２（ｄ）は励磁電流Ｉf2の波形をそれぞれ示す。
作について図２に示す波形図を用いて説明する。図２
（ａ）は高周波の三角波電圧ｅTの波形を、図２（ｂ）
は励磁電流Ｉf2の周期を決める低周波信号ｅLの波形
を、図２（ｃ）は励磁端子Ｔ1とＴ2の間の励磁電圧Ｖf
を、図２（ｄ）は励磁電流Ｉf2の波形をそれぞれ示す。
【００２３】励磁コイル１１に流れる励磁電流Ｉf2（図
２（ｄ））は、検出抵抗Ｒfで検出されて、ｅf＝ＲfＩ
f2なる検出電圧がデューテイサイクル変換回路ＤＣＣに
入力される。
２（ｄ））は、検出抵抗Ｒfで検出されて、ｅf＝ＲfＩ
f2なる検出電圧がデューテイサイクル変換回路ＤＣＣに
入力される。
【００２４】一方、デューテイサイクル変換回路ＤＣＣ
は、検出電圧ｅfと励磁電流Ｉf2の値を決める基準電圧
ＥSとの差と、高周波の三角波電圧ｅT（図２（ａ））と
をコンパレータＣＯにより比較し、励磁電流Ｉf2を一定
値に制御するデュテイサイクル信号ｄ´を発生させる。
は、検出電圧ｅfと励磁電流Ｉf2の値を決める基準電圧
ＥSとの差と、高周波の三角波電圧ｅT（図２（ａ））と
をコンパレータＣＯにより比較し、励磁電流Ｉf2を一定
値に制御するデュテイサイクル信号ｄ´を発生させる。
【００２５】そこで、論理ゲートＧは励磁電流Ｉf2の周
波数を決める低周波信号ｅL（図２（ｂ））でデュテイ
サイクル信号ｄ´を変調し、この変調出力でスイッチＳ
Ｗのオン／オフを制御して、図２（ｃ）に示す励磁電圧
Ｖfを励磁端子Ｔ1とＴ2の間に得る。
波数を決める低周波信号ｅL（図２（ｂ））でデュテイ
サイクル信号ｄ´を変調し、この変調出力でスイッチＳ
Ｗのオン／オフを制御して、図２（ｃ）に示す励磁電圧
Ｖfを励磁端子Ｔ1とＴ2の間に得る。
【００２６】励磁電流Ｉf2は、図２（ｄ）に示すよう
に、励磁コイル１１のインダクタンスで平滑され、平均
値ＩFAとゼロとを繰り返す、周期が低周波信号ｅL（図
２（ｂ））で決定される低周波の電流となる。
に、励磁コイル１１のインダクタンスで平滑され、平均
値ＩFAとゼロとを繰り返す、周期が低周波信号ｅL（図
２（ｂ））で決定される低周波の電流となる。
【００２７】励磁端子Ｔ1は共通電位点ＣＯＭに対して
ＲfＩf2なる電位を持つが、励磁電流Ｉf2は図２（ａ）
に示す高周波の成分を持たないことと、検出抵抗Ｒfは
小さい値のものが選定されることから、励磁線Ｌ3とシ
ールドＳとの間の分布容量Ｃ0、つまり図３に示す
Ｃ01、Ｃ02、…、Ｃ0nを介して流れる電流は無視でき
る。
ＲfＩf2なる電位を持つが、励磁電流Ｉf2は図２（ａ）
に示す高周波の成分を持たないことと、検出抵抗Ｒfは
小さい値のものが選定されることから、励磁線Ｌ3とシ
ールドＳとの間の分布容量Ｃ0、つまり図３に示す
Ｃ01、Ｃ02、…、Ｃ0nを介して流れる電流は無視でき
る。
【００２８】また、励磁線Ｌ4とシールドＳとの間に
は、励磁電源Ｅfを図２（ａ）に示す高周波の成分でチ
ョッピングした高周波電圧が印加されるので、励磁線Ｌ
4とシールドＳとの間に形成される分布容量Ｃ0´、つま
り図３に示すＣ01´、Ｃ02´、…、Ｃ0n´を介してこれ
らの大きさに依存する電流が流れる。
は、励磁電源Ｅfを図２（ａ）に示す高周波の成分でチ
ョッピングした高周波電圧が印加されるので、励磁線Ｌ
4とシールドＳとの間に形成される分布容量Ｃ0´、つま
り図３に示すＣ01´、Ｃ02´、…、Ｃ0n´を介してこれ
らの大きさに依存する電流が流れる。
【００２９】しかし、シールドＳに流れる電流は、検出
抵抗Ｒfには流れないので、励磁コイル１１に流れる励
磁電流Ｉf1と検出抵抗Ｒfに流れる励磁電流Ｉf2とは一
致し、電磁流量計の精度を低下させることはない。
抵抗Ｒfには流れないので、励磁コイル１１に流れる励
磁電流Ｉf1と検出抵抗Ｒfに流れる励磁電流Ｉf2とは一
致し、電磁流量計の精度を低下させることはない。
【００３０】図４は図１に示す実施例の第１の変形実施
例の構成を示す構成図である。この場合は、励磁回路１
３と励磁コイル１１とを結ぶ励磁線Ｌ5、Ｌ6として、図
１に示す場合とは逆に励磁端子Ｔ2側にシールドＳを持
つ励磁線Ｌ6を設けたものであるが、このような場合で
も図１に示す効果と同様な効果が得られる。
例の構成を示す構成図である。この場合は、励磁回路１
３と励磁コイル１１とを結ぶ励磁線Ｌ5、Ｌ6として、図
１に示す場合とは逆に励磁端子Ｔ2側にシールドＳを持
つ励磁線Ｌ6を設けたものであるが、このような場合で
も図１に示す効果と同様な効果が得られる。
【００３１】図５は図１に示す実施例の第２の変形実施
例の構成を示す構成図である。この場合は、励磁回路１
４と励磁コイル１１とを結ぶ励磁線Ｌ7、Ｌ8として、図
１に示す場合に対して励磁端子Ｔ1側にシールドＳ1を持
つ励磁線Ｌ7と励磁線Ｌ8の全体にさらにシールドＳ2を
設けたものであるが、このような場合は図１に示す効果
の他に外乱から励磁線をガードする効果も得られる。
例の構成を示す構成図である。この場合は、励磁回路１
４と励磁コイル１１とを結ぶ励磁線Ｌ7、Ｌ8として、図
１に示す場合に対して励磁端子Ｔ1側にシールドＳ1を持
つ励磁線Ｌ7と励磁線Ｌ8の全体にさらにシールドＳ2を
設けたものであるが、このような場合は図１に示す効果
の他に外乱から励磁線をガードする効果も得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、電力損失が小さいスイッチング方
式を用いて定電流を流すメリットを生かしながら、励磁
コイルと励磁回路とを結ぶ励磁線の少なくとも一方にシ
ールドを施すと共にこのシールドを検出抵抗と励磁電源
或いはスイッチの出力端に接続して、高周波成分はシー
ルドを介して励磁電源にリターンさせて検出抵抗に発生
する検出電圧が励磁線の分布容量により変動する高周波
成分の影響を受けないようにして励磁線の長さの影響を
除外することができる。
うに本発明によれば、電力損失が小さいスイッチング方
式を用いて定電流を流すメリットを生かしながら、励磁
コイルと励磁回路とを結ぶ励磁線の少なくとも一方にシ
ールドを施すと共にこのシールドを検出抵抗と励磁電源
或いはスイッチの出力端に接続して、高周波成分はシー
ルドを介して励磁電源にリターンさせて検出抵抗に発生
する検出電圧が励磁線の分布容量により変動する高周波
成分の影響を受けないようにして励磁線の長さの影響を
除外することができる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
る。
【図３】図１に示す実施例の動作を説明する等価回路図
である。
である。
【図４】図１に示す実施例の第１の変形実施例の構成を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図５】図１に示す実施例の第２の変形実施例の構成を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図６】従来の電磁流量計の励磁回路の構成を示す構成
図である。
図である。
【図７】図６に示す電磁流量計の励磁回路の問題点を説
明する説明図である。
明する説明図である。
１０、１２、１３、１４ 励磁回路 １１ 励磁コイル Ｒf 検出抵抗 Ｌ1〜Ｌ8 励磁線 Ｄ ダイオード ＣＯ コンパレータ Ｅf 励磁電源 Ｇ 論理ゲート ＤＣＣ デューテイサイクル変換回路
Claims (1)
- 【請求項１】励磁コイルに励磁線を介して流れる励磁電
流を前記励磁コイルと直列に接続された検出抵抗によっ
て検出し、前記励磁コイルと前記検出抵抗と励磁電源に
直列に接続されたスイッチをオンオフして前記励磁電流
を制御する電磁流量計の励磁回路において、 前記励磁線の少なくとも一方にシールドを施すと共にこ
のシールドの一端を前記検出抵抗と前記スイッチの出力
端との接続点に接続したことを特徴とする電磁流量計の
励磁回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20039494A JP3200831B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 電磁流量計の励磁回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20039494A JP3200831B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 電磁流量計の励磁回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862006A JPH0862006A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3200831B2 true JP3200831B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=16423598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20039494A Expired - Fee Related JP3200831B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 電磁流量計の励磁回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200831B2 (ja) |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20039494A patent/JP3200831B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0862006A (ja) | 1996-03-08 |
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