JP6276677B2

JP6276677B2 - Standard signal generator

Info

Publication number: JP6276677B2
Application number: JP2014218949A
Authority: JP
Inventors: 修百瀬
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: JP2016085148A

Description

本発明は、電磁流量計の変換器を校正するための標準信号発生器に関するものである。 The present invention relates to a standard signal generator for calibrating a transducer of an electromagnetic flow meter.

図８（Ａ）は従来の電磁流量計の構成を示すブロック図である。電磁流量計は、検出器１と、変換器２とから構成される。検出器１は、磁界を発生する励磁コイル１０と、励磁コイル１０から発生する磁界中に配置され、測定対象の流体がこの磁界中を流れることにより発生する起電力を検出してその流速に比例した流量信号を出力する測定管１１とから構成される。変換器２は、検出器１の励磁コイル１０に図８（Ｂ）に示すような励磁電流を供給し、検出器１から入力される図８（Ｃ）のような流量信号を流体の流量や流速を示すアナログ信号またはデジタル信号に変換する。 FIG. 8A is a block diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter. The electromagnetic flow meter includes a detector 1 and a converter 2. The detector 1 is arranged in an excitation coil 10 that generates a magnetic field and a magnetic field generated from the excitation coil 10, and detects an electromotive force generated when a fluid to be measured flows in the magnetic field, and is proportional to the flow velocity. And a measuring tube 11 for outputting the flow rate signal. The converter 2 supplies an excitation current as shown in FIG. 8B to the excitation coil 10 of the detector 1, and converts the flow rate signal shown in FIG. Convert to analog or digital signal indicating flow rate.

検出器１から変換器２に入力される流量信号はμＶオーダーの微小信号のため、変換器２に使用している電気部品の経年変化により計測精度が悪化する恐れがある。このため、電磁流量計が設置されている現場にて標準信号発生器（以下、キャリブレータ）を使用して下記のように定期的に校正作業を行っている（特許文献１参照）。 Since the flow rate signal input from the detector 1 to the converter 2 is a minute signal on the order of μV, the measurement accuracy may deteriorate due to secular change of the electrical parts used in the converter 2. For this reason, calibration work is regularly performed as follows using a standard signal generator (hereinafter referred to as a calibrator) at the site where the electromagnetic flowmeter is installed (see Patent Document 1).

校正作業では、まず検出器１の代わりに、図９（Ａ）に示すような構成のキャリブレータ３を変換器２に接続する。キャリブレータ３は、変換器２から入力される図９（Ｂ）のような励磁電流を受ける入力回路３０と、基準流量信号を発生するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＣＰＵ３１で発生した基準流量信号を出力する出力回路３２と、キャリブレータ３の設定や校正作業者への情報表示のための設定・表示器３３と、電源回路３４とから構成される。校正作業者は、設定・表示器３３を用いてキャリブレータ３に、変換器２の機種情報および校正ポイントの流速値を設定する。 In the calibration work, first, instead of the detector 1, a calibrator 3 configured as shown in FIG. 9A is connected to the converter 2. The calibrator 3 includes an input circuit 30 that receives an excitation current as shown in FIG. 9B input from the converter 2, a CPU (Central Processing Unit) 31 that generates a reference flow signal, and a reference flow signal that is generated by the CPU 31. Output circuit 32, setting / display unit 33 for setting the calibrator 3 and displaying information to the calibration operator, and a power supply circuit 34. The calibration operator sets the model information of the converter 2 and the flow velocity value of the calibration point in the calibrator 3 using the setting / display device 33.

キャリブレータ３のＣＰＵ３１は、変換器２のＸＹ端子から入力回路３０を介して入力される励磁電流に同期して、設定された流速値に相当する基準流量信号を出力する。この基準流量信号は、出力回路３２を介して、図９（Ｃ）に示すような信号として変換器２に入力される。校正作業者は、基準流量信号に応じて変換器２から出力されるデータを確認して、変換器２の計測精度が許容範囲内であるかどうかを確認する。作業者は、この確認結果に応じて、必要であれば、変換器２のゲイン調整等の再調整を実施することになる。 The CPU 31 of the calibrator 3 outputs a reference flow rate signal corresponding to the set flow velocity value in synchronization with the excitation current input from the XY terminal of the converter 2 via the input circuit 30. The reference flow rate signal is input to the converter 2 as a signal as shown in FIG. The calibration operator checks the data output from the converter 2 according to the reference flow rate signal, and checks whether the measurement accuracy of the converter 2 is within an allowable range. The operator performs readjustment such as gain adjustment of the converter 2 according to the confirmation result, if necessary.

キャリブレータ３は１台で複数機種の変換器２に対応する必要があるが、励磁電流は機種によりさまざまである。４線式電磁流量計の標準タイプでは、励磁電流が±１００〜２００ｍＡ程度であるが、紙パルプなどの固形物が混入した流体用である、流体ノイズ対応タイプの電磁流量計では、±３００ｍＡ以上の励磁電流を流してＳ／Ｎ比を向上させている。逆に使用できる電流に制限がある２線式電磁流量計では、励磁電流が±３．５〜１２ｍＡ程度となっている（特許文献２参照）。同じ流体流速であったとしても励磁電流が違えば流量信号レベルも異なるので、キャリブレータ３は、変換器２の機種および設定された流速値に応じた流量信号を出力する必要がある。 One calibrator 3 is required to support a plurality of types of converters 2, but the excitation current varies depending on the model. In the standard type of 4-wire type electromagnetic flow meter, the excitation current is about ± 100 to 200 mA, but in the fluid noise type electromagnetic flow meter for fluid mixed with solid matter such as paper pulp, it is ± 300 mA or more. The S / N ratio is improved by passing an exciting current of. On the other hand, in a two-wire electromagnetic flowmeter with a limited current that can be used, the excitation current is about ± 3.5 to 12 mA (see Patent Document 2). Even if the fluid flow rates are the same, if the excitation current is different, the flow signal level is also different. Therefore, the calibrator 3 needs to output a flow signal corresponding to the model of the converter 2 and the set flow velocity value.

また、２線式電磁流量計や電池式電磁流量計では、消費電流の平均値低減のため、励磁電流の休止期間（＝０ｍＡ）を設けているタイプもある（特許文献３参照）。この休止期間中はキャリブレータ３が出力する流量信号もゼロにする必要がある。 In addition, two-wire electromagnetic flowmeters and battery-type electromagnetic flowmeters have a type in which an excitation current pause period (= 0 mA) is provided to reduce the average value of current consumption (see Patent Document 3). During this idle period, the flow signal output from the calibrator 3 also needs to be zero.

キャリブレータ３は、設置現場で作業しやすいよう小形軽量である必要があるため、検出器１の励磁コイルのような大きな部品を内蔵することはできない。このため、キャリブレータ３の入力回路３０は、図１０に示すような非常に簡単な回路となっている。すなわち、検出器１の励磁コイルの代わりとなる部品は、逆方向で並列接続されたダイオードＤ１００，Ｄ１０１および並列抵抗Ｒ１００であり、これらの部品に励磁電流Ｉｅｘを流している。これらの部品の両端電圧（ＸＹ端子間電圧）Ｖｘｙに、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２とコンデンサＣ１００とによってオフセット電圧を加算して単一極性化した電圧ＶＡＤを、ＣＰＵ３１に内蔵されたＡ／Ｄコンバータに入力し、励磁電流Ｉｅｘの極性変化および休止期間を検出するようにしている。 Since the calibrator 3 needs to be small and light so that it can be easily operated at the installation site, it cannot incorporate a large part such as an exciting coil of the detector 1. Therefore, the input circuit 30 of the calibrator 3 is a very simple circuit as shown in FIG. That is, the parts that replace the exciting coil of the detector 1 are the diodes D100 and D101 connected in parallel in the reverse direction and the parallel resistor R100, and the exciting current Iex flows through these parts. A voltage VAD obtained by adding an offset voltage to resistors V101 and R102 and a capacitor C100 and making it a single polarity is input to an A / D converter built in the CPU 31. In addition, the polarity change and the rest period of the excitation current Iex are detected.

４線式標準タイプの電磁流量計の変換器２（励磁電流Ｉｅｘが±１５０ｍＡ）にキャリブレータ３を接続したときの動作波形の例を図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ａ）は励磁電流Ｉｅｘ、図１１（Ｂ）は変換器２のＸＹ端子間電圧Ｖｘｙ、図１１（Ｃ）は入力回路３０の出力電圧ＶＡＤを示している。 11A to 11C show examples of operation waveforms when the calibrator 3 is connected to the converter 2 (excitation current Iex is ± 150 mA) of a 4-wire standard type electromagnetic flow meter. 11A shows the excitation current Iex, FIG. 11B shows the voltage Vxy between the XY terminals of the converter 2, and FIG. 11C shows the output voltage VAD of the input circuit 30.

以上のような構成の入力回路３０のため、４線式標準タイプの電磁流量計の変換器２や流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器２をキャリブレータ３に接続した場合のように入力回路３０に大きな励磁電流Ｉｅｘが流れても、ＸＹ端子間電圧ＶｘｙはダイオードＤ１００，Ｄ１０１のＩＦ−ＶＦ（順電流−順電圧）特性により±１Ｖ未満に抑えられるので、ダイオードＤ１００，Ｄ１０１およびその他の内部部品が発熱することはない。 Because of the input circuit 30 configured as described above, the input circuit as in the case where the converter 2 of the 4-wire standard type electromagnetic flow meter and the converter 2 of the fluid flow type electromagnetic flow meter are connected to the calibrator 3 is used. Even if a large excitation current Iex flows through 30, the voltage Vxy between the XY terminals can be suppressed to less than ± 1 V due to the IF-VF (forward current-forward voltage) characteristics of the diodes D100 and D101. Parts do not generate heat.

また、２線式電磁流量計の変換器２をキャリブレータ３に接続したときのように励磁電流Ｉｅｘが小さい場合は、ダイオードＤ１００，Ｄ１０１はハイインピーダンスに近い状態となるため、入力回路３０の出力電圧ＶＡＤは直線に近い特性となり極性変化および休止期間が検出できるようになっている。励磁電流Ｉｅｘを横軸として−３００ｍＡ〜＋３００ｍＡまで変化させたときのＸＹ端子間電圧Ｖｘｙおよび出力電圧ＶＡＤの特性を図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す。 Further, when the exciting current Iex is small as in the case where the converter 2 of the two-wire electromagnetic flow meter is connected to the calibrator 3, the diodes D100 and D101 are in a state close to high impedance, so that the output voltage of the input circuit 30 VAD has a characteristic close to a straight line, and can detect a polarity change and a rest period. The characteristics of the voltage Vxy between the XY terminals and the output voltage VAD when the excitation current Iex is changed from −300 mA to +300 mA on the horizontal axis are shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B).

また、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）において励磁電流Ｉｅｘが−２０ｍＡ〜＋２０ｍＡまでの領域、すなわち２線式使用領域を拡大した図を図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示す。ただし、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）では、周囲温度が常温の場合と高温の場合と低温の場合の３つの特性について示している。Ｖｘｙｏ，Ｖｘｙｈ，Ｖｘｙｃはそれぞれ常温、高温、低温の場合のＸＹ端子間電圧Ｖｘｙ、ＶＡＤｏ，ＶＡＤｈ，ＶＡＤｃはそれぞれ常温、高温、低温の場合の出力電圧ＶＡＤである。 FIGS. 13A and 13B show enlarged views of the region where the excitation current Iex is −20 mA to +20 mA, that is, the two-wire use region in FIGS. . However, FIGS. 13A and 13B show three characteristics when the ambient temperature is normal temperature, high temperature, and low temperature. Vxyo, Vxyh, and Vxyc are XY terminal voltages Vxy, VADo, VADh, and VADc at normal temperature, high temperature, and low temperature, respectively, and are output voltages VAD at normal temperature, high temperature, and low temperature, respectively.

特開平７−１４６１６５号公報JP 7-146165 A 特開２００４−６１４５０号公報JP 2004-61450 A 特開平１１−１４２１９９号公報JP 11-142199 A

従来のキャリブレータの入力回路では、ダイオードＤ１００，Ｄ１０１のＩＦ−ＶＦ特性がノンリニアで温度影響も大きいため、キャリブレータ側が正確に励磁電流値を計測することができないという問題があった。この問題により、さらに次のような問題点が生じていた。 In the conventional calibrator input circuit, the IF-VF characteristics of the diodes D100 and D101 are non-linear and the temperature influence is large, so that there is a problem that the calibrator side cannot accurately measure the excitation current value. This problem has caused the following problems.

（１）励磁電流Ｉｅｘの違いで変換器の機種を自動判別することが困難。その理由は、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）の特性から明らかなように、４線式で使用する励磁電流領域（１５０ｍＡ以上および−１５０ｍＡ以下）では、ほとんど出力電圧ＶＡＤが変化しないため、キャリブレータ側が励磁電流Ｉｅｘの違いで標準タイプの電磁流量計の変換器と流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器を見分けることができないからである。したがって、機種設定の自動化ができないため、ユーザが機種設定を間違うと、誤った基準信号のまま変換器の校正をしてしまうことになる。 (1) It is difficult to automatically determine the converter model due to the difference in the excitation current Iex. The reason is that, as is apparent from the characteristics of FIGS. 12A and 12B, the output voltage VAD hardly changes in the excitation current region (150 mA or more and −150 mA or less) used in the 4-wire system. This is because the calibrator cannot distinguish between the converter of the standard type electromagnetic flowmeter and the converter of the fluid flow compatible type electromagnetic flowmeter due to the difference in the excitation current Iex. Accordingly, since the model setting cannot be automated, if the user makes a mistake in the model setting, the converter is calibrated with the wrong reference signal.

（２）２線式電磁流量計では、特許文献２に開示されているように流量計測値によって励磁電流Ｉｅｘが多段で変化するが、キャリブレータ側がこれらの励磁電流Ｉｅｘの違いを判別できないため、校正ポイントが限定されてしまう。その理由は、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）の特性から明らかなように、２線式で使用する励磁電流領域（−１３ｍＡ〜＋１３ｍＡ）では、４線式の励磁電流領域よりも出力電圧ＶＡＤの変化が大きいが、ダイオードＤ１００，Ｄ１０１の順電圧ＶＦが温度により変化してしまうため、正確に励磁電流Ｉｅｘを計測することができないからである。したがって、予め決められた流量計測範囲（励磁電流Ｉｅｘが一定の範囲）でしか変換器を校正できないことになる。 (2) In the two-wire electromagnetic flow meter, the excitation current Iex varies in multiple stages depending on the flow rate measurement value as disclosed in Patent Document 2, but the calibrator cannot determine the difference between these excitation currents Iex. Points will be limited. The reason for this is that, as is clear from the characteristics of FIGS. 13A and 13B, the excitation current region (−13 mA to +13 mA) used in the two-wire system outputs more than the four-wire excitation current region. This is because although the voltage VAD changes greatly, the forward voltage VF of the diodes D100 and D101 changes with temperature, so that the exciting current Iex cannot be measured accurately. Therefore, the converter can be calibrated only within a predetermined flow rate measurement range (excitation current Iex is constant).

（３）また、従来のキャリブレータでは、入力回路３０の出力電圧ＶＡＤで励磁電流Ｉｅｘの極性を検出するため、励磁電流Ｉｅｘの極性を正確に検出できない可能性があった。特に、入力回路３０には抵抗Ｒ１０１とコンデンサＣ１００とからなるフィルタ回路が設けられているので、このフィルタ回路により出力電圧ＶＡＤの立ち上がり、立ち下がりに鈍りが生じ、励磁電流Ｉｅｘの極性変化の検出が遅れる可能性があった。 (3) Further, in the conventional calibrator, since the polarity of the excitation current Iex is detected by the output voltage VAD of the input circuit 30, there is a possibility that the polarity of the excitation current Iex cannot be detected accurately. In particular, since the input circuit 30 is provided with a filter circuit composed of a resistor R101 and a capacitor C100, the rise and fall of the output voltage VAD are caused by this filter circuit, and the polarity change of the excitation current Iex can be detected. There was a possibility of being late.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、変換器の機種設定の自動化を実現することができ、２線式電磁流量計の校正を全流量計測範囲で実現することができる標準信号発生器を提供することを目的とする。
また、本発明は、励磁電流の極性を正確に検出することができる標準信号発生器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can realize automation of the model setting of the converter and can realize calibration of the two-wire electromagnetic flow meter in the entire flow rate measurement range. An object is to provide a signal generator.
Another object of the present invention is to provide a standard signal generator that can accurately detect the polarity of the exciting current.

本発明は、電磁流量計の校正のための基準流量信号を発生する標準信号発生器において、前記電磁流量計の変換器からの励磁電流を受ける入力回路と、前記励磁電流に同期した基準流量信号を発生する制御手段とを備え、前記入力回路は、前記励磁電流を整流する第１の整流回路と、この第１の整流回路の出力端子間に設けられた第１の抵抗と、この第１の抵抗の両端電圧を増幅した第１の出力電圧を前記制御手段に出力する増幅回路とから構成され、前記制御手段は、標準信号発生器に接続されている前記変換器の機種を、前記入力回路から出力された第１の出力電圧に応じて判定し、判定した機種に応じた基準流量信号を発生して前記変換器に出力することを特徴とするものである。 The present invention relates to a standard signal generator for generating a reference flow signal for calibration of an electromagnetic flow meter, an input circuit for receiving an excitation current from a converter of the electromagnetic flow meter, and a reference flow signal synchronized with the excitation current And the input circuit includes a first rectifier circuit for rectifying the excitation current, a first resistor provided between output terminals of the first rectifier circuit, and the first resistor. And an amplifier circuit that outputs a first output voltage obtained by amplifying the voltage across the resistor to the control means, and the control means specifies the model of the converter connected to a standard signal generator as the input. A determination is made in accordance with the first output voltage output from the circuit, and a reference flow rate signal corresponding to the determined model is generated and output to the converter.

また、本発明は、電磁流量計の校正のための基準流量信号を発生する標準信号発生器において、前記電磁流量計の変換器からの励磁電流を受ける入力回路と、前記励磁電流に同期した基準流量信号を発生する制御手段とを備え、前記入力回路は、前記励磁電流の正極性側のみを整流する第１の整流回路と、この第１の整流回路の出力端子と接地間に設けられた第１の抵抗と、前記励磁電流の負極性側のみを整流する第２の整流回路と、この第２の整流回路の出力端子と接地間に設けられた第２の抵抗とから構成され、前記制御手段は、前記第１の抵抗の両端電圧である第１の出力電圧と前記第２の抵抗の両端電圧である第２の出力電圧とに応じて前記励磁電流の極性を判定し、前記励磁電流が正極性と判定したときには正極性の基準流量信号を発生して前記変換器に出力し、前記励磁電流が負極性と判定したときには負極性の基準流量信号を発生して前記変換器に出力することを特徴とするものである。 Further, the present invention provides a standard signal generator for generating a reference flow signal for calibration of an electromagnetic flow meter, an input circuit for receiving an excitation current from a converter of the electromagnetic flow meter, and a reference synchronized with the excitation current Control means for generating a flow rate signal, and the input circuit is provided between a first rectifier circuit for rectifying only the positive polarity side of the exciting current, and an output terminal of the first rectifier circuit and the ground. A first resistor; a second rectifier circuit that rectifies only the negative polarity side of the excitation current; and a second resistor provided between the output terminal of the second rectifier circuit and the ground, The control means determines the polarity of the excitation current according to the first output voltage that is the voltage across the first resistor and the second output voltage that is the voltage across the second resistor, and the excitation current When the current is determined to be positive, the positive reference flow rate signal Output to the transducer is generated, it is characterized in that the output to the transducer to generate a negative reference flow rate signal when said exciting current is determined negative polarity.

また、本発明の標準信号発生器の１構成例において、前記制御手段は、標準信号発生器に接続されている電磁流量計の変換器を、２線式電磁流量計の変換器と判定したときに、前記第１の出力電圧が示す励磁電流の値に応じた基準流量信号を発生して前記変換器に出力することを特徴とするものである。
また、本発明の標準信号発生器の１構成例において、前記入力回路は、さらに、前記励磁電流の正極性側のみを整流する第２の整流回路と、この第２の整流回路の出力端子と接地間に設けられた第２の抵抗と、前記励磁電流の負極性側のみを整流する第３の整流回路と、この第３の整流回路の出力端子と接地間に設けられた第３の抵抗とを備え、前記制御手段は、前記第２の抵抗の両端電圧である第２の出力電圧と前記第３の抵抗の両端電圧である第３の出力電圧とに応じて前記励磁電流の極性を判定し、前記励磁電流が正極性と判定したときには正極性の基準流量信号を発生して前記変換器に出力し、前記励磁電流が負極性と判定したときには負極性の基準流量信号を発生して前記変換器に出力することを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the standard signal generator of the present invention, the control means determines that the converter of the electromagnetic flow meter connected to the standard signal generator is a converter of a two-wire electromagnetic flow meter. In addition, a reference flow rate signal corresponding to the value of the excitation current indicated by the first output voltage is generated and output to the converter.
In one configuration example of the standard signal generator of the present invention, the input circuit further includes a second rectifier circuit that rectifies only the positive polarity side of the excitation current, and an output terminal of the second rectifier circuit. A second resistor provided between the ground, a third rectifier circuit for rectifying only the negative polarity side of the exciting current, and a third resistor provided between the output terminal of the third rectifier circuit and the ground. And the control means sets the polarity of the excitation current in accordance with a second output voltage that is a voltage across the second resistor and a third output voltage that is a voltage across the third resistor. When the excitation current is determined to be positive, a positive reference flow signal is generated and output to the converter. When the excitation current is determined to be negative, a negative reference flow signal is generated. It outputs to the said converter, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、標準信号発生器の入力回路に第１の整流回路と第１の抵抗と増幅回路とを設けることにより、制御手段側で励磁電流を正確に計測できるので、変換器の機種設定の自動化が可能となる。 According to the present invention, by providing the first rectifier circuit, the first resistor, and the amplifier circuit in the input circuit of the standard signal generator, the excitation current can be accurately measured on the control means side. Settings can be automated.

また、本発明では、標準信号発生器の入力回路に第１の整流回路と第１の抵抗と第２の整流回路と第２の抵抗とを設けることにより、励磁電流の極性を正確に検出することができる。 In the present invention, the polarity of the excitation current is accurately detected by providing the input circuit of the standard signal generator with the first rectifier circuit, the first resistor, the second rectifier circuit, and the second resistor. be able to.

また、本発明では、励磁電流の大きさに比例した高精度な出力電圧を出力することができ、励磁電流の値に応じた基準流量信号を発生して変換器に出力することができ、２線式電磁流量計の校正を全流量計測範囲で実現することができる。 In the present invention, a high-accuracy output voltage proportional to the magnitude of the excitation current can be output, and a reference flow rate signal corresponding to the value of the excitation current can be generated and output to the converter. Calibration of the linear electromagnetic flow meter can be realized in the entire flow rate measurement range.

本発明の実施の形態に係るキャリブレータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの入力回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the input circuit of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの入力回路の動作波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the operation | movement waveform of the input circuit of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの入力回路の励磁電流−出力電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the excitation current-output voltage characteristic of the input circuit of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの入力回路の励磁電流−出力電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the excitation current-output voltage characteristic of the input circuit of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの機種設定処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the model setting process of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの流量信号出力処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow signal output process of the calibrator which concerns on embodiment of this invention. 従来の電磁流量計の構成を示すブロック図および電磁流量計の各部の信号波形を示す図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional electromagnetic flowmeter, and a figure which shows the signal waveform of each part of an electromagnetic flowmeter. 従来のキャリブレータの構成を示すブロック図およびキャリブレータの各部の信号波形を示す図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional calibrator, and a figure which shows the signal waveform of each part of a calibrator. 従来のキャリブレータの入力回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the input circuit of the conventional calibrator. ４線式標準タイプの電磁流量計の変換器にキャリブレータを接続したときの動作波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operation | movement waveform when a calibrator is connected to the converter of a 4-wire type standard type electromagnetic flowmeter. 従来のキャリブレータの入力回路の励磁電流−出力電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the excitation current-output voltage characteristic of the input circuit of the conventional calibrator. 従来のキャリブレータの入力回路の励磁電流−出力電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the excitation current-output voltage characteristic of the input circuit of the conventional calibrator.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るキャリブレータの構成を示すブロック図であり、図９（Ａ）と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態のキャリブレータ３ａは、変換器２から入力される励磁電流を受ける入力回路３０ａと、励磁電流に同期した基準流量信号を発生する制御手段となるＣＰＵ３１ａと、ＣＰＵ３１ａから出力された基準流量信号を差動信号に変換して変換器２に出力する出力回路３２と、キャリブレータ３ａの設定や校正作業者への情報表示のための設定・表示器３３と、電源回路３４とから構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a calibrator according to an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 9A are denoted by the same reference numerals. The calibrator 3a according to the present embodiment includes an input circuit 30a that receives an excitation current input from the converter 2, a CPU 31a that serves as a control unit that generates a reference flow rate signal synchronized with the excitation current, and a reference flow rate output from the CPU 31a. An output circuit 32 that converts a signal into a differential signal and outputs the signal to the converter 2, a setting / display device 33 for setting the calibrator 3 a and displaying information to a calibration operator, and a power supply circuit 34. .

図２は本実施の形態の入力回路３０ａの構成を示す回路図である。入力回路３０ａは、アノードが入力回路３０ａの入力端子Ｘに接続されたダイオードＤ１と、アノードが入力回路３０ａの入力端子Ｙに接続され、カソードがダイオードＤ１のカソードに接続されたダイオードＤ２と、カソードが入力端子Ｘに接続され、アノードが接地されたダイオードＤ３と、カソードが入力端子Ｙに接続され、アノードが接地されたダイオードＤ４と、アノードが入力端子Ｘに接続されたダイオードＤ５と、アノードが入力端子Ｙに接続されたダイオードＤ６と、電源入力端子に電源電圧ＶＡが供給され、非反転入力端子がダイオードＤ１，Ｄ２のカソードに接続されたオペアンプＵ１と、一端がダイオードＤ１，Ｄ２のカソードおよびオペアンプＵ１の非反転入力端子に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ１と、一端がオペアンプＵ１の出力端子に接続され、他端がオペアンプＵ１の反転入力端子に接続された抵抗Ｒ２と、一端がオペアンプＵ１の反転入力端子に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ３と、一端がオペアンプＵ１の出力端子に接続され、他端が入力回路３０ａの第１の出力端子に接続された抵抗Ｒ４と、一端がダイオードＤ５のカソードに接続され、他端が接地された抵抗Ｒ５と、一端がダイオードＤ５のカソードに接続され、他端が入力回路３０ａの第２の出力端子に接続された抵抗Ｒ６と、一端がダイオードＤ６のカソードに接続され、他端が接地された抵抗Ｒ７と、一端がダイオードＤ６のカソードに接続され、他端が入力回路３０ａの第３の出力端子に接続された抵抗Ｒ８と、一端が入力回路３０ａの第１の出力端子に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ１と、一端が入力回路３０ａの第２の出力端子に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ２と、一端が入力回路３０ａの第３の出力端子に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ３とから構成される。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the input circuit 30a of the present embodiment. The input circuit 30a includes a diode D1 whose anode is connected to the input terminal X of the input circuit 30a, a diode D2 whose anode is connected to the input terminal Y of the input circuit 30a, and whose cathode is connected to the cathode of the diode D1, Is connected to the input terminal X, the anode is grounded, the diode D3 is connected to the input terminal Y, the anode is grounded, the diode D4 is connected to the input terminal X, and the anode is connected to the input terminal X. A diode D6 connected to the input terminal Y, a power supply voltage VA is supplied to the power supply input terminal, an operational amplifier U1 whose non-inverting input terminal is connected to the cathodes of the diodes D1 and D2, and one end of which is a cathode of the diodes D1 and D2. A resistor R1 connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier U1 and having the other end grounded, and one end The resistor R2 is connected to the output terminal of the operational amplifier U1, the other end is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier U1, the resistor R3 has one end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier U1, and the other end grounded, and one end A resistor R4 connected to the output terminal of the operational amplifier U1, the other end connected to the first output terminal of the input circuit 30a, a resistor R5 having one end connected to the cathode of the diode D5 and the other end grounded, and one end Is connected to the cathode of the diode D5, the other end is connected to the second output terminal of the input circuit 30a, one end is connected to the cathode of the diode D6, and the other end is grounded. Is connected to the cathode of the diode D6, the other end is connected to the third output terminal of the input circuit 30a, one end is connected to the first output terminal of the input circuit 30a, and the other Is connected to the second output terminal of the input circuit 30a, the other end is connected to the grounded capacitor C2, and one end is connected to the third output terminal of the input circuit 30a. Is composed of a grounded capacitor C3.

従来のキャリブレータ３では、入力回路３０の１出力のみをＣＰＵ３１のＡ／Ｄコンバータに入力して励磁電流Ｉｅｘの極性とおよその電流値を計測していたが、本実施の形態では、入力回路３０ａの出力を３つに分けてＣＰＵ３１ａのＡ／Ｄコンバータ（ｃｈ１〜ｃｈ３）に入力している。 In the conventional calibrator 3, only one output of the input circuit 30 is input to the A / D converter of the CPU 31 to measure the polarity and the approximate current value of the excitation current Iex. However, in this embodiment, the input circuit 30a is used. Are divided into three outputs and input to the A / D converters (ch1 to ch3) of the CPU 31a.

ダイオードＤ１〜Ｄ４とオペアンプＵ１と抵抗Ｒ１〜Ｒ４とコンデンサＣ１とは、電流値計測用入力回路を構成している。電流値計測用入力回路では、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなる単相全波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘを整流し、単相全波整流回路の出力端子間（ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードとダイオードＤ３，Ｄ４のアノード間）に設けた抵抗Ｒ１によって整流後の電流を電圧に変換する。この抵抗Ｒ１は低抵抗（例えば１Ω）にしておく。これにより、４線式流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器２をキャリブレータ３ａに接続したときのように大きな励磁電流Ｉｅｘが流れる場合でも、抵抗Ｒ１の発熱を抑えることができる。 The diodes D1 to D4, the operational amplifier U1, the resistors R1 to R4, and the capacitor C1 constitute an input circuit for current value measurement. In the current value measuring input circuit, the AC exciting current Iex is rectified by a single-phase full-wave rectifier circuit including diodes D1 to D4, and the output terminals of the single-phase full-wave rectifier circuit (the cathodes of the diodes D1 and D2 and the diode D3). , The current after rectification is converted into a voltage by a resistor R1 provided between the anodes of D4. The resistor R1 is set to a low resistance (for example, 1Ω). As a result, even when a large excitation current Iex flows as in the case where the transducer 2 of the 4-wire fluid noise compatible type electromagnetic flow meter is connected to the calibrator 3a, the heat generation of the resistor R1 can be suppressed.

抵抗Ｒ１を小さくした分、電圧レベルも小さくなるので、抵抗Ｒ１の両端電圧をオペアンプＵ１と抵抗Ｒ２，Ｒ３とからなる非反転増幅回路によって後段のＡ／Ｄコンバータで必要な分解能が得られるレベルまで増幅する。オペアンプＵ１の電源電圧ＶＡは電源回路３４から供給される。オペアンプＵ１と抵抗Ｒ１〜Ｒ３には、高精度で温度特性の小さいタイプを使用することで、流量計測精度を向上させることができる。 Since the voltage level is also reduced as the resistance R1 is reduced, the voltage across the resistance R1 is reduced to a level at which the necessary resolution can be obtained by the A / D converter in the subsequent stage by the non-inverting amplifier circuit composed of the operational amplifier U1 and the resistances R2 and R3. Amplify. The power supply voltage VA of the operational amplifier U1 is supplied from the power supply circuit 34. For the operational amplifier U1 and the resistors R1 to R3, the flow rate measurement accuracy can be improved by using a type with high accuracy and small temperature characteristics.

抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とからなるローパスフィルタ回路は、オペアンプＵ１の出力電圧を低域濾波して出力電圧ＶＡＤ１を出力する。抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とは、外部からのノイズにより後段のｃｈ１のＡ／Ｄコンバータが誤った計測をしないよう適当な時定数とする。 A low-pass filter circuit including a resistor R4 and a capacitor C1 outputs an output voltage VAD1 by low-pass filtering the output voltage of the operational amplifier U1. The resistor R4 and the capacitor C1 have appropriate time constants so that the subsequent ch1 A / D converter does not perform erroneous measurement due to external noise.

こうして、電流値計測用入力回路は、変換器２から入力される励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＡＤ１をＣＰＵ３１ａのｃｈ１のＡ／Ｄコンバータに入力する。この出力電圧ＶＡＤ１で励磁電流Ｉｅｘの極性を検出することはできないが、励磁電流Ｉｅｘの大きさに比例した高精度な出力電圧ＶＡＤ１が出力されるので、ＣＰＵ３１ａ側で励磁電流値の高精度な計測が可能となる。なお、電流値計測用入力回路では、抵抗Ｒ１の両端電圧を増幅して出力電圧ＶＡＤ１として出力するので、ダイオードＤ１〜Ｄ４のＶＦ（順電圧）特性は計測値の精度に影響しない。また、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とからなるローパスフィルタ回路は必須の構成ではなく、オペアンプＵ１の出力電圧を出力電圧ＶＡＤ１としてもよい。 Thus, the current value measurement input circuit converts the excitation current Iex input from the converter 2 into a voltage, and inputs the converted output voltage VAD1 to the ch1 A / D converter of the CPU 31a. Although the polarity of the excitation current Iex cannot be detected by this output voltage VAD1, since the high-accuracy output voltage VAD1 proportional to the magnitude of the excitation current Iex is output, the CPU 31a side measures the excitation current value with high accuracy. Is possible. In the current value measurement input circuit, the voltage across the resistor R1 is amplified and output as the output voltage VAD1, so the VF (forward voltage) characteristics of the diodes D1 to D4 do not affect the accuracy of the measurement value. Further, the low-pass filter circuit composed of the resistor R4 and the capacitor C1 is not essential, and the output voltage of the operational amplifier U1 may be used as the output voltage VAD1.

ダイオードＤ５と抵抗Ｒ５，Ｒ６とコンデンサＣ２とは、正極性検出用入力回路を構成している。正極性検出用入力回路では、ダイオードＤ５からなる単相半波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘの正極性側のみを整流し、整流後の電流を抵抗Ｒ５によって電圧に変換する。 The diode D5, the resistors R5 and R6, and the capacitor C2 constitute a positive polarity detection input circuit. In the positive polarity detection input circuit, only the positive polarity side of the AC exciting current Iex is rectified by a single-phase half-wave rectifier circuit including a diode D5, and the rectified current is converted into a voltage by a resistor R5.

抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２とからなるローパスフィルタ回路は、抵抗Ｒ５の両端電圧を低域濾波して出力電圧ＶＡＤ２を出力する。こうして、正極性検出用入力回路は、励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＡＤ２をＣＰＵ３１ａのｃｈ２のＡ／Ｄコンバータに入力する。ＣＰＵ３１ａ側では、出力電圧ＶＡＤ２を励磁電流Ｉｅｘの正極性の判定のみに使用する。このとき、ＣＰＵ３１ａは、ダイオードＤ５のＶＦ特性が影響しないレベルで判定することになる。抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２とは、外部からのノイズにより後段のｃｈ２のＡ／Ｄコンバータが誤った計測をしないよう適当な時定数とする。なお、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２とからなるローパスフィルタ回路は必須の構成ではなく、抵抗Ｒ５の両端電圧を出力電圧ＶＡＤ２として出力してもよい。 A low-pass filter circuit composed of a resistor R6 and a capacitor C2 low-pass filters the voltage across the resistor R5 and outputs an output voltage VAD2. Thus, the positive polarity detection input circuit converts the excitation current Iex into a voltage, and inputs the converted output voltage VAD2 to the ch2 A / D converter of the CPU 31a. On the CPU 31a side, the output voltage VAD2 is used only for determining the positive polarity of the excitation current Iex. At this time, the CPU 31a determines at a level that does not affect the VF characteristics of the diode D5. The resistor R6 and the capacitor C2 are set to appropriate time constants so that the ch2 A / D converter in the subsequent stage does not erroneously measure due to external noise. Note that the low-pass filter circuit including the resistor R6 and the capacitor C2 is not essential, and the voltage across the resistor R5 may be output as the output voltage VAD2.

ダイオードＤ６と抵抗Ｒ７，Ｒ８とコンデンサＣ３とは、負極性検出用入力回路を構成している。負極性検出用入力回路では、ダイオードＤ６からなる単相半波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘの負極性側のみを整流し、整流後の電流を抵抗Ｒ７によって電圧に変換する。 The diode D6, the resistors R7 and R8, and the capacitor C3 constitute a negative polarity detection input circuit. In the negative polarity detection input circuit, only the negative polarity side of the AC exciting current Iex is rectified by the single-phase half-wave rectifier circuit including the diode D6, and the rectified current is converted into a voltage by the resistor R7.

抵抗Ｒ８とコンデンサＣ３とからなるローパスフィルタ回路は、抵抗Ｒ７の両端電圧を低域濾波して出力電圧ＶＡＤ３を出力する。こうして、負極性検出用入力回路は、励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＡＤ３をＣＰＵ３１ａのｃｈ３のＡ／Ｄコンバータに入力する。ＣＰＵ３１ａ側では、出力電圧ＶＡＤ３を励磁電流Ｉｅｘの負極性の判定のみに使用する。このとき、ＣＰＵ３１ａは、ダイオードＤ６のＶＦ特性が影響しないレベルで判定することになる。抵抗Ｒ８とコンデンサＣ３とは、外部からのノイズにより後段のｃｈ３のＡ／Ｄコンバータが誤った計測をしないよう適当な時定数とする。なお、抵抗Ｒ８とコンデンサＣ３とからなるローパスフィルタ回路は必須の構成ではなく、抵抗Ｒ７の両端電圧を出力電圧ＶＡＤ３として出力してもよい。 A low-pass filter circuit composed of a resistor R8 and a capacitor C3 low-pass filters the voltage across the resistor R7 and outputs an output voltage VAD3. In this way, the negative polarity detection input circuit converts the excitation current Iex into a voltage and inputs the converted output voltage VAD3 to the ch3 A / D converter of the CPU 31a. On the CPU 31a side, the output voltage VAD3 is used only for determining the negative polarity of the excitation current Iex. At this time, the CPU 31a makes a determination at a level that does not affect the VF characteristics of the diode D6. The resistor R8 and the capacitor C3 have appropriate time constants so that the subsequent ch3 A / D converter does not perform erroneous measurement due to external noise. Note that the low-pass filter circuit including the resistor R8 and the capacitor C3 is not essential, and the voltage across the resistor R7 may be output as the output voltage VAD3.

プルダウン抵抗Ｒ５，Ｒ７は抵抗Ｒ１に対して十分に大きな抵抗値（例えば１００ｋΩ）とする。これにより、抵抗Ｒ１を通らず抵抗Ｒ５，Ｒ７を通して流れる励磁電流Ｉｅｘを無視できる。出力電圧ＶＡＤ２，ＶＡＤ３の立上がり速度が遅れると、励磁電流Ｉｅｘの極性切換えの検出が遅れてしまうが、出力電圧ＶＡＤ２，ＶＡＤ３の立下り速度は遅れても良いため、抵抗Ｒ５，Ｒ７は大きな抵抗値でも問題にならない。 The pull-down resistors R5 and R7 have sufficiently large resistance values (for example, 100 kΩ) with respect to the resistor R1. Thereby, the exciting current Iex flowing through the resistors R5 and R7 without passing through the resistor R1 can be ignored. When the rising speeds of the output voltages VAD2 and VAD3 are delayed, detection of polarity switching of the excitation current Iex is delayed. However, since the falling speeds of the output voltages VAD2 and VAD3 may be delayed, the resistors R5 and R7 have large resistance values. But it doesn't matter.

本実施の形態の入力回路３０ａの動作波形の例を図３（Ａ）〜図３（Ｅ）に示す。図３（Ａ）は励磁電流Ｉｅｘ、図３（Ｂ）はＸＹ端子間電圧Ｖｘｙ、図３（Ｃ）は出力電圧ＶＡＤ１、図３（Ｄ）は出力電圧ＶＡＤ２、図３（Ｅ）は出力電圧ＶＡＤ３を示している。 Examples of operation waveforms of the input circuit 30a of this embodiment are shown in FIGS. 3 (A) to 3 (E). 3A is an excitation current Iex, FIG. 3B is an XY terminal voltage Vxy, FIG. 3C is an output voltage VAD1, FIG. 3D is an output voltage VAD2, and FIG. 3E is an output voltage. VAD3 is shown.

励磁電流Ｉｅｘを横軸として−３００ｍＡ〜＋３００ｍＡまで変化させたときのＸＹ端子間電圧Ｖｘｙおよび出力電圧ＶＡＤ１，ＶＡＤ２，ＶＡＤ３の特性を図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示す。また、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）において励磁電流Ｉｅｘが−２０ｍＡ〜＋２０ｍＡまでの領域、すなわち２線式使用領域を拡大した図を図５（Ａ）〜図５（Ｄ）に示す。 The characteristics of the XY terminal voltage Vxy and the output voltages VAD1, VAD2, and VAD3 when the excitation current Iex is changed from −300 mA to +300 mA on the horizontal axis are shown in FIGS. 4 (A) to 4 (D). FIGS. 5A to 5D show enlarged views of the region where the excitation current Iex is −20 mA to +20 mA, that is, the two-wire use region in FIGS. .

次に、本実施の形態のキャリブレータ３ａのＣＰＵ３１ａの動作について説明する。ＣＰＵ３１ａは、ＣＰＵ３１ａの内部または外部に配置されるメモリ（不図示）に格納されたプログラムに従って以下の処理を実行する。 Next, the operation of the CPU 31a of the calibrator 3a of the present embodiment will be described. The CPU 31a executes the following processing according to a program stored in a memory (not shown) arranged inside or outside the CPU 31a.

まず、機種設定処理を図６のフローチャートを用いて説明する。ＣＰＵ３１ａは、変換器２の機種を自動的に判別して設定する自動設定モードである場合（図６ステップＳ１００においてＹ）、入力回路３０ａからの出力電圧ＶＡＤ１をｃｈ１のＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図６ステップＳ１０１）。自動設定モードとするか否かは、校正作業者が予め設定・表示器３３を用いて決定しておくことができる。自動設定モードとしない場合は、校正作業者が設定・表示器３３を用いて変換器２の機種情報を入力することになる（図６ステップＳ１０２）。 First, the model setting process will be described with reference to the flowchart of FIG. When the CPU 31a is in an automatic setting mode in which the model of the converter 2 is automatically determined and set (Y in step S100 in FIG. 6), the CPU 31a outputs the output voltage VAD1 from the input circuit 30a via the ch1 A / D converter. Capture (step S101 in FIG. 6). Whether or not to enter the automatic setting mode can be determined in advance by the calibration operator using the setting / display device 33. When not in the automatic setting mode, the calibration operator inputs the model information of the converter 2 using the setting / display device 33 (step S102 in FIG. 6).

自動設定モードの場合、ＣＰＵ３１ａは、ｃｈ１のＡ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤ１のレベルを判定する（図６ステップＳ１０３）。ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が４線式電磁流量計の変換器２に対応する最低レベル以上で、かつ４線式標準タイプの電磁流量計の変換器２に対応する範囲（図４（Ｂ）のＡの範囲）の場合（図６ステップＳ１０４においてＹ）、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２を、４線式標準タイプの電磁流量計の変換器２と判定する（図６ステップＳ１０５）。出力電圧ＶＡＤ１が図４（Ｂ）のＡの範囲にあることは、出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流の値が４線式標準タイプの電磁流量計の変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘの範囲にあることを示している。 In the automatic setting mode, the CPU 31a determines the level of the output voltage VAD1 acquired through the ch1 A / D converter (step S103 in FIG. 6). The CPU 31a has a range in which the output voltage VAD1 is equal to or higher than the lowest level corresponding to the converter 2 of the 4-wire electromagnetic flow meter and corresponds to the converter 2 of the 4-wire standard type electromagnetic flow meter (in FIG. 4B). In the case of (range A) (Y in step S104 in FIG. 6), the converter 2 connected to the calibrator 3a is determined to be the converter 2 of a four-wire standard type electromagnetic flow meter (step S105 in FIG. 6). The fact that the output voltage VAD1 is within the range A in FIG. 4B indicates that the excitation current value indicated by the output voltage VAD1 is within the range of the excitation current Iex output from the converter 2 of the 4-wire standard type electromagnetic flow meter. It shows that there is.

また、ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が４線式電磁流量計の変換器２に対応する最低レベル以上で、かつ４線式流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器２に対応する範囲（図４（Ｂ）のＢの範囲）の場合（図６ステップＳ１０４においてＮ）、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２を、４線式流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器２と判定する（図６ステップＳ１０６）。出力電圧ＶＡＤ１が図４（Ｂ）のＢの範囲にあることは、出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流の値が４線式流体ノイズ対応タイプの電磁流量計の変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘの範囲にあることを示している。 Further, the CPU 31a has an output voltage VAD1 that is equal to or higher than the minimum level corresponding to the transducer 2 of the 4-wire electromagnetic flow meter and a range corresponding to the transducer 2 of the 4-wire fluid noise compatible type (FIG. 4). (B in (B)) (N in step S104 in FIG. 6), the converter 2 connected to the calibrator 3a is determined as the converter 2 of the electromagnetic flowmeter of the four-wire fluid noise compatible type ( FIG. 6 step S106). The fact that the output voltage VAD1 is in the range B in FIG. 4B indicates that the excitation current value indicated by the output voltage VAD1 is an excitation current Iex output from the converter 2 of the electromagnetic flowmeter of the four-wire fluid noise compatible type. It is in the range of.

また、ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が４線式電磁流量計の変換器２に対応する最低レベル未満で、かつ２線式電磁流量計の変換器２に対応する範囲（図４（Ｂ）、図５（Ｂ）のＣの範囲）の場合（図６ステップＳ１０７においてＹ）、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２を、２線式電磁流量計の変換器２と判定する（図６ステップＳ１０８）。出力電圧ＶＡＤ１が図４（Ｂ）、図５（Ｂ）のＣの範囲にあることは、出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流の値が２線式電磁流量計の変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘの範囲にあることを示している。 Further, the CPU 31a has a range in which the output voltage VAD1 is less than the minimum level corresponding to the converter 2 of the 4-wire electromagnetic flow meter and corresponds to the converter 2 of the 2-wire electromagnetic flow meter (FIG. 4B, FIG. 5 (B) (range C in step S107), the converter 2 connected to the calibrator 3a is determined as the converter 2 of the two-wire electromagnetic flow meter (step S108 in FIG. 6). ). The fact that the output voltage VAD1 is in the range C in FIGS. 4B and 5B indicates that the excitation current value indicated by the output voltage VAD1 is the excitation current output from the converter 2 of the two-wire electromagnetic flow meter. It is in the range of Iex.

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が４線式電磁流量計の変換器２に対応する最低レベル未満で、かつ２線式電磁流量計の変換器２に対応する最低レベル未満の場合（図６ステップＳ１０７においてＮ）、異常処理を実施する（図７ステップＳ１０９）。この異常処理では、設定・表示器３３を通じて校正作業者に設定不可であることを通知する。以上で、機種設定処理が終了する。 When the output voltage VAD1 is less than the minimum level corresponding to the transducer 2 of the 4-wire electromagnetic flow meter and less than the minimum level corresponding to the transducer 2 of the 2-wire electromagnetic flow meter (in step S107 in FIG. 6) N) An abnormality process is performed (step S109 in FIG. 7). In this abnormality process, the calibration operator is notified through the setting / display device 33 that setting is impossible. This completes the model setting process.

次に、流量信号出力処理を図７のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ３１ａは、入力回路３０ａからの出力電圧ＶＡＤ１，ＶＡＤ２，ＶＡＤ３をそれぞれｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３のＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図７ステップＳ２００）。そして、ＣＰＵ３１ａは、ｃｈ１のＡ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤ１のレベルを判定する（図７ステップＳ２０１）。ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が所定の休止レベル（図４（Ｂ）、図５（Ｂ）のＦの範囲）より高い場合、ｃｈ２のＡ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤ２のレベルを判定する（図７ステップＳ２０２）。 Next, the flow signal output process will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the CPU 31a takes in the output voltages VAD1, VAD2, and VAD3 from the input circuit 30a via the ch1, ch2, and ch3 A / D converters, respectively (step S200 in FIG. 7). Then, the CPU 31a determines the level of the output voltage VAD1 taken in via the ch1 A / D converter (step S201 in FIG. 7). When the output voltage VAD1 is higher than a predetermined pause level (the range F in FIGS. 4B and 5B), the CPU 31a determines the level of the output voltage VAD2 captured through the ch2 A / D converter. (Step S202 in FIG. 7).

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ２が正極性レベルの範囲にある場合（図４（Ｃ）、図５（Ｃ）のＤの範囲であり、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが正極性である場合）、図６の機種設定処理で決定した変換器２の機種と予め設定された流速値とに対応する正極性の基準流量信号を出力する（図７ステップＳ２０３）。この基準流量信号は、ＣＰＵ３１ａのＤ／Ａコンバータおよび出力回路３２を介して変換器２に入力される。 When the output voltage VAD2 is in the range of the positive polarity level (in the range of D in FIGS. 4C and 5C), the CPU 31a is in the case where the excitation current Iex output from the converter 2 is positive. ), And outputs a positive reference flow rate signal corresponding to the model of the converter 2 determined in the model setting process of FIG. 6 and a preset flow velocity value (step S203 in FIG. 7). This reference flow rate signal is input to the converter 2 via the D / A converter and output circuit 32 of the CPU 31a.

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ２が正極性レベル未満の場合、ｃｈ３のＡ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤ３のレベルを判定する（図７ステップＳ２０４）。ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ３が負極性レベルの範囲にある場合（図４（Ｄ）、図５（Ｄ）のＥの範囲であり、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが負極性である場合）、図６の機種設定処理で決定した変換器２の機種と予め設定された流速値とに対応する負極性の基準流量信号を出力する（図７ステップＳ２０５）。 When the output voltage VAD2 is less than the positive polarity level, the CPU 31a determines the level of the output voltage VAD3 captured through the ch3 A / D converter (step S204 in FIG. 7). When the output voltage VAD3 is in the range of the negative polarity level (in the range of E in FIG. 4D and FIG. 5D), the CPU 31a has the negative polarity in the excitation current Iex output from the converter 2 ), A negative reference flow rate signal corresponding to the model of the converter 2 determined in the model setting process of FIG. 6 and a preset flow velocity value is output (step S205 in FIG. 7).

なお、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が２線式電磁流量計の変換器２の場合、同じ流速設定値であっても、励磁電流Ｉｅｘの値に応じて基準流量信号を変える必要がある（特許文献２参照）。例えば図５（Ｂ）の例では、励磁電流Ｉｅｘが１〜６の６段階で変化している。したがって、ＣＰＵ３１ａは、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が２線式電磁流量計の変換器２で、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが正極性の場合、図６の機種設定処理で決定した変換器２の機種と出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流Ｉｅｘの値と予め設定された流速値とに対応する正極性の基準流量信号を出力し（ステップＳ２０３）、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが負極性の場合、図６の機種設定処理で決定した変換器２の機種と出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流Ｉｅｘの値と予め設定された流速値とに対応する負極性の基準流量信号を出力することになる（ステップＳ２０５）。 When the converter 2 connected to the calibrator 3a is a converter 2 of a two-wire electromagnetic flow meter, it is necessary to change the reference flow rate signal according to the value of the excitation current Iex even if the flow rate setting value is the same. Yes (see Patent Document 2). For example, in the example of FIG. 5 (B), the exciting current Iex changes in six stages 1-6. Therefore, when the converter 2 connected to the calibrator 3a is the converter 2 of the two-wire electromagnetic flow meter and the exciting current Iex output from the converter 2 is positive, the CPU 31a performs the model setting process of FIG. A positive reference flow rate signal corresponding to the model of the converter 2 determined in step 4 and the value of the excitation current Iex indicated by the output voltage VAD1 and a preset flow velocity value is output (step S203) and output from the converter 2 When the excitation current Iex to be negative is negative, the negative polarity reference corresponding to the model of the converter 2 determined in the model setting process of FIG. 6 and the value of the excitation current Iex indicated by the output voltage VAD1 and the preset flow velocity value A flow rate signal is output (step S205).

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ３が負極性レベル未満の場合、異常処理を実施する（図７ステップＳ２０６）。この異常処理では、設定・表示器３３を通じて校正作業者にハードウェア故障があることを通知する。また、ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤ１が休止レベル以下の場合、基準流量信号を０Ｖとする（図７ステップＳ２０７）。ＣＰＵ３１ａは、以上のような流量信号出力処理を変換器２からの励磁電流Ｉｅｘ（入力回路３０ａから入力される出力電圧ＶＡＤ１，ＶＡＤ２，ＶＡＤ３）と同期して行う。 When the output voltage VAD3 is less than the negative polarity level, the CPU 31a performs an abnormality process (step S206 in FIG. 7). In this abnormality processing, the calibration operator is notified through the setting / display device 33 that there is a hardware failure. Further, when the output voltage VAD1 is equal to or lower than the pause level, the CPU 31a sets the reference flow rate signal to 0 V (step S207 in FIG. 7). The CPU 31a performs the flow rate signal output processing as described above in synchronization with the excitation current Iex from the converter 2 (output voltages VAD1, VAD2, VAD3 input from the input circuit 30a).

以上のように、本実施の形態では、入力回路３０ａに電流値計測用入力回路を設けることにより、ＣＰＵ３１ａ側で励磁電流Ｉｅｘを正確に計測できるので、変換器２の機種設定の自動化が可能となる。 As described above, in the present embodiment, by providing the input circuit 30a with the current value measurement input circuit, the excitation current Iex can be accurately measured on the CPU 31a side, so that the model setting of the converter 2 can be automated. Become.

また、本実施の形態では、励磁電流Ｉｅｘの大きさに比例した高精度な出力電圧ＶＡＤ１を出力することができ、上記のとおり励磁電流Ｉｅｘを正確に計測できるので、励磁電流Ｉｅｘの値に応じた基準流量信号を発生して変換器２に出力することができ、２線式電磁流量計の変換器２の校正を全流量計測範囲で実現することができる。 Further, in the present embodiment, a highly accurate output voltage VAD1 proportional to the magnitude of the excitation current Iex can be output, and the excitation current Iex can be accurately measured as described above, so that it depends on the value of the excitation current Iex. The reference flow rate signal can be generated and output to the converter 2, and the calibration of the converter 2 of the two-wire electromagnetic flow meter can be realized in the entire flow rate measurement range.

また、本実施の形態では、入力回路３０ａに正極性検出用入力回路と負極性検出用入力回路を設けることにより、励磁電流の極性を正確に検出することができる。本実施の形態では、正極性検出用入力回路および負極性検出用入力回路の出力にローパスフィルタ回路を設けた場合でも、励磁電流Ｉｅｘの極性検出に最適化したローパスフィルタ回路の時定数設定が可能となるので、出力電圧ＶＡＤ２，ＶＡＤ３の立上がりの遅れを小さくすることができ、従来よりも励磁電流Ｉｅｘの極性変化の検出速度を向上させることができる。 In the present embodiment, the polarity of the excitation current can be accurately detected by providing the input circuit 30a with a positive polarity detection input circuit and a negative polarity detection input circuit. In this embodiment, even when a low pass filter circuit is provided at the output of the positive polarity detection input circuit and the negative polarity detection input circuit, the time constant of the low pass filter circuit optimized for polarity detection of the excitation current Iex can be set. Therefore, the delay in rising of the output voltages VAD2 and VAD3 can be reduced, and the detection speed of the polarity change of the excitation current Iex can be improved as compared with the conventional case.

なお、本実施の形態では、ＣＰＵ３１ａが出力電圧ＶＡＤ２，ＶＡＤ３を所定の閾値と比較してレベル判定を行っているが、これに限るものではなく、出力電圧ＶＡＤ２，ＶＡＤ３と閾値とをコンパレータで比較し、その比較結果をＣＰＵ３１ａの汎用入力ポートに入力してもよい。このような構成は、ＣＰＵ３１ａのＡ／Ｄコンバータの使用チャンネル数に制限がある場合に有効となる。 In the present embodiment, the CPU 31a compares the output voltages VAD2 and VAD3 with a predetermined threshold to determine the level. However, the present invention is not limited to this, and the output voltages VAD2 and VAD3 and the threshold are compared with a comparator. Then, the comparison result may be input to the general-purpose input port of the CPU 31a. Such a configuration is effective when the number of channels used by the A / D converter of the CPU 31a is limited.

本発明は、電磁流量計の変換器を校正する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for calibrating a transducer of an electromagnetic flow meter.

２…変換器、３ａ…キャリブレータ、３０ａ…入力回路、３１ａ…ＣＰＵ、３２…出力回路、３３…設定・表示器、３４…電源回路、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード、Ｕ１…オペアンプ、Ｒ１〜Ｒ８…抵抗、Ｃ１〜Ｃ３…コンデンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Converter, 3a ... Calibrator, 30a ... Input circuit, 31a ... CPU, 32 ... Output circuit, 33 ... Setting / display device, 34 ... Power supply circuit, D1-D6 ... Diode, U1 ... Operational amplifier, R1-R8 ... Resistance , C1 to C3 ... capacitors.

Claims

In a standard signal generator that generates a reference flow signal for calibration of an electromagnetic flow meter,
An input circuit for receiving an exciting current from the converter of the electromagnetic flow meter;
Control means for generating a reference flow rate signal synchronized with the excitation current,
The input circuit is
A first rectifier circuit for rectifying the excitation current;
A first resistor provided between output terminals of the first rectifier circuit;
An amplifier circuit that outputs a first output voltage obtained by amplifying the voltage across the first resistor to the control means;
The control means determines the model of the converter connected to the standard signal generator according to the first output voltage output from the input circuit, and generates a reference flow rate signal according to the determined model. And outputting the signal to the converter.

In a standard signal generator that generates a reference flow signal for calibration of an electromagnetic flow meter,
An input circuit for receiving an exciting current from the converter of the electromagnetic flow meter;
Control means for generating a reference flow rate signal synchronized with the excitation current,
The input circuit is
A first rectifier circuit for rectifying only the positive polarity side of the exciting current;
A first resistor provided between the output terminal of the first rectifier circuit and the ground;
A second rectifier circuit for rectifying only the negative polarity side of the excitation current;
A second resistor provided between the output terminal of the second rectifier circuit and the ground;
The control means determines the polarity of the excitation current according to a first output voltage that is a voltage across the first resistor and a second output voltage that is a voltage across the second resistor, When the excitation current is determined to be positive, a positive reference flow signal is generated and output to the converter. When the excitation current is determined to be negative, a negative reference flow signal is generated and sent to the converter. Standard signal generator characterized by output.

The standard signal generator of claim 1.
When the controller of the electromagnetic flowmeter connected to the standard signal generator is determined to be a converter of a two-wire electromagnetic flowmeter, the control means sets the excitation current value indicated by the first output voltage. A standard signal generator characterized by generating a corresponding reference flow rate signal and outputting it to the converter.

The standard signal generator according to claim 1 or 3,
The input circuit is
A second rectifier circuit for rectifying only the positive polarity side of the excitation current;
A second resistor provided between the output terminal of the second rectifier circuit and the ground;
A third rectifier circuit for rectifying only the negative polarity side of the exciting current;
A third resistor provided between the output terminal of the third rectifier circuit and the ground,
The control means determines the polarity of the excitation current according to a second output voltage that is a voltage across the second resistor and a third output voltage that is a voltage across the third resistor, When the excitation current is determined to be positive, a positive reference flow signal is generated and output to the converter. When the excitation current is determined to be negative, a negative reference flow signal is generated and sent to the converter. Standard signal generator characterized by output.