JP7221633B2 - Excitation circuit and electromagnetic flowmeter - Google Patents
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Description
本発明は、各種プロセス系において流体の流量を計測する電磁流量計、および電磁流量計の励磁コイルに励磁電流を供給する励磁回路に関する。 The present invention relates to an electromagnetic flowmeter that measures the flow rate of fluid in various process systems, and an excitation circuit that supplies an excitation current to an excitation coil of the electromagnetic flowmeter.
一般に、電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して垂直な方向に磁界を発生させる励磁コイルと、その測定管内に配置され、流体の流れ方向および磁界の方向と直交する方向に互いに対向して配置された一対の検出電極とを有する検出器を備えている。このような電磁流量計では、励磁コイルによって発生した磁界内を流体が流れるときに検出電極間に生ずる起電力に基づいて、その測定管内を流れる流体の流量を測定している。 In general, an electromagnetic flowmeter consists of an excitation coil that generates a magnetic field in a direction perpendicular to the flow direction of a fluid flowing in a measuring pipe, and an excitation coil that is placed in the measuring pipe and generates a magnetic field in a direction perpendicular to the flow direction of the fluid and the direction of the magnetic field . a detector having a pair of sensing electrodes positioned opposite each other; Such an electromagnetic flowmeter measures the flow rate of the fluid flowing through the measuring tube based on the electromotive force generated between the detection electrodes when the fluid flows through the magnetic field generated by the excitation coil.
また、このような電磁流量計においては、検出電極における分極の影響を除去するために、所定の励磁周波数でその極性を切り替えながら励磁コイルに電圧を印加する(以下、励磁するために励磁コイルに印加される電圧を「励磁電圧」という。)。これにより、励磁コイルに電流(以下、励磁コイルを流れる電流を「励磁電流」という。)を供給して交番磁界を発生させ、励磁電流が定常値となっているときに、すなわち、一定の強さの磁界が発生している期間に、検出電極間に生じる起電力(以下、「流量信号」ということがある。)を測定している。 In such an electromagnetic flowmeter, in order to eliminate the influence of polarization in the detection electrodes, a voltage is applied to the excitation coil while switching the polarity at a predetermined excitation frequency (hereinafter referred to as the excitation coil for excitation). The applied voltage is called "excitation voltage"). As a result, an alternating magnetic field is generated by supplying a current (hereinafter, the current flowing through the exciting coil is referred to as an "exciting current") to the exciting coil, and when the exciting current has a steady value, that is, a constant intensity The electromotive force (hereinafter sometimes referred to as "flow rate signal") generated between the detection electrodes is measured during the period when a strong magnetic field is generated.
ところが、矩形波からなる交流電圧を励磁コイルへ印加した場合、励磁コイルの持つ自己インダクタンスの影響で、励磁電流の立ち上がり/立ち下がりがなまる。その結果、励磁周波数を高くすると、一定の強さの磁界が発生している期間が短くなるので、流量信号を安定してサンプリングすることが難しくなり、流量値の計測誤差が大きくなる原因となる。 However, when an alternating voltage consisting of a rectangular wave is applied to the exciting coil, the rise/fall of the exciting current is dull due to the influence of the self-inductance of the exciting coil. As a result, if the excitation frequency is increased, the period during which a magnetic field of constant strength is generated will be shortened, making it difficult to sample the flow rate signal stably, causing an increase in measurement error in the flow rate value. .
そこで、例えば、特許文献1に開示された電磁流量計においては、励磁コイルに励磁電流を供給する励磁回路は、高出力電圧値と低出力電圧値の2つの異なる出力電圧値を有する直流電圧源を備え、励磁電圧の極性の切り替え後の励磁電流の過渡期間には励磁電圧として高出力電圧値が選択され、励磁電流が定常値となっている定常期間には低出力電圧値が選択される。特許文献1によれば、励磁電流の過渡期間に高出力電圧値を選択することで励磁電流をより早く定常値とする一方、定常期間には低出力電圧値を選択することで、定常期間における消費電力を抑制できることが記載されている。
Therefore, for example, in the electromagnetic flowmeter disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示された電磁流量計においては、2つの電圧値は固定値であるため、励磁電流の過渡期間には、励磁電流の大きさの変化にかかわらず励磁電圧として高出力電圧値の電圧が印加される。したがって、励磁電流が増大するにつれて定電流回路で無駄に消費される電力が増えてしまい、励磁回路における発熱も問題となってくる。
However, in the electromagnetic flowmeter disclosed in
これに対し、特許文献2に開示された電磁流量計においては、可変電圧のDC/DCコンバータを含み、励磁コイルと直列に接続される定電圧電源と、励磁コイルと直列に接続されて、励磁コイルに流れる電流を所定値に規定するための定電流回路と、この定電流回路の残留電圧(定電流回路内の電圧降下)を検出するための残留電圧検出回路と、所定の基準電圧を出力する基準電圧回路と、残留電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路とを備える。特許文献2に記載された電磁流量計では、定電流回路の残留電圧と所定の基準電圧との比較結果に応じて定電圧源の出力電圧を制御する。 On the other hand, the electromagnetic flowmeter disclosed in Patent Document 2 includes a variable voltage DC/DC converter, a constant voltage power supply connected in series with the excitation coil, and a constant voltage power supply connected in series with the excitation coil. A constant current circuit for prescribing the current flowing through the coil to a predetermined value, a residual voltage detection circuit for detecting the residual voltage of this constant current circuit (voltage drop in the constant current circuit), and outputting a predetermined reference voltage and a comparison circuit for comparing the residual voltage with a predetermined reference voltage. The electromagnetic flowmeter disclosed in Patent Document 2 controls the output voltage of the constant voltage source according to the comparison result between the residual voltage of the constant current circuit and a predetermined reference voltage.
この特許文献2に開示された電磁流量計においては、定電圧電源は、残留電圧検出回路で検出された残留電圧を所定の基準電圧と比較し、比較結果が最小になるように、出力電圧を制御する。また、定電圧電源の可変電圧のDC/DCコンバータが、励磁コイルの電源投入時には電流を流し易くするよう高電圧を励磁コイルに印加する一方、電流が流れ出した後は電圧を降下させて一定の定電圧を印加する。 In the electromagnetic flowmeter disclosed in Patent Document 2, the constant voltage power supply compares the residual voltage detected by the residual voltage detection circuit with a predetermined reference voltage, and adjusts the output voltage so that the comparison result is minimized. Control. In addition, the variable voltage DC/DC converter of the constant voltage power supply applies a high voltage to the excitation coil so as to facilitate current flow when the power supply of the excitation coil is turned on, and after the current starts to flow, the voltage is lowered to a certain level. Apply a constant voltage.
また、特許文献2に開示された電磁流量計によれば、DC/DCコンバータを使用して必要最小限度の出力電圧を生成することで、電力損失の極めて少ない励磁回路が構成できること、および、定電流回路の残留電圧に応じて定電圧源の出力電圧を制御することで、特性の異なる励磁コイルを接続しても最適な電圧を供給できることが記載されている。 In addition, according to the electromagnetic flowmeter disclosed in Patent Document 2, an excitation circuit with extremely low power loss can be configured by using a DC/DC converter to generate the minimum required output voltage. It is described that by controlling the output voltage of the constant voltage source according to the residual voltage of the current circuit, it is possible to supply the optimum voltage even if exciting coils with different characteristics are connected.
ところで、特許文献2に記載された電磁流量計の励磁回路を、例えば口径の異なる検出器に付け替える等、特性の異なる励磁コイルに接続する場合には、その新たな励磁コイルの特性、すなわち、直流抵抗やインダクタンスに合わせて、定電流回路の残留電圧と比較する基準電圧を変更する必要がある。 By the way, when connecting the excitation circuit of the electromagnetic flowmeter described in Patent Document 2 to an excitation coil with different characteristics, for example, by replacing it with a detector with a different diameter, the characteristics of the new excitation coil, that is, the DC It is necessary to change the reference voltage to be compared with the residual voltage of the constant current circuit according to the resistance and inductance.
しかしながら、一般に基準電圧は、他の電源からレギュレータ回路等を用いて構成される。特許文献2に記載された励磁回路において、新たな励磁コイルの特性に合わせて定電流回路の残留電圧と比較する基準電圧を変更するためには、物理的な回路定数を変更しなくてはならないことに加え、基準電圧を可変とするために、基準とする要素の構成や出力電圧を変化させる信号の生成などを考えなければならず、極めて複雑な回路構成となってしまう。 However, in general, the reference voltage is configured from another power supply using a regulator circuit or the like. In the excitation circuit described in Patent Document 2, in order to change the reference voltage to be compared with the residual voltage of the constant current circuit according to the characteristics of the new excitation coil, the physical circuit constants must be changed. In addition, in order to make the reference voltage variable, it is necessary to consider the configuration of the reference element and the generation of the signal that changes the output voltage, resulting in an extremely complicated circuit configuration.
本発明は、定電流回路の残留電圧と基準電圧とを比較することなく、励磁コイルの特性や励磁電流の大きさに応じて励磁電圧を変化させられる励磁回路および電磁流量計を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an excitation circuit and an electromagnetic flowmeter in which the excitation voltage can be changed according to the characteristics of the excitation coil and the magnitude of the excitation current without comparing the residual voltage of the constant current circuit with the reference voltage. aim.
上述した課題を解決するために、本発明に係る励磁回路は、励磁電流の供給を受けて測定管の内部を流れる流体の流れ方向と直交する磁界を生成する励磁コイルに所定の励磁周波数でその極性を切り替えながら励磁電圧を印加するように構成された励磁回路であって、電圧制御信号に応じてその大きさを変更可能な励磁電圧を出力するように構成された可変電圧電源回路と、前記可変電圧電源回路が出力する励磁電圧を、所定の励磁周波数でその極性を切り替えて前記励磁コイルに印加するように構成されたスイッチ回路と、前記スイッチ回路を通じて前記励磁コイルに供給される励磁電流の大きさに基づく電流制御信号を生成する電流制御信号生成回路と、前記電流制御信号に基づいて前記励磁電流の大きさを制御する制御素子とを含み、前記励磁コイルに所定の定電流を通電させるように構成された励磁電流制御回路と、前記電流制御信号生成回路が生成する前記電流制御信号から前記電圧制御信号を生成して前記可変電圧電源回路に入力する電圧制御回路とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an exciting circuit according to the present invention provides an exciting coil that receives an exciting current and generates a magnetic field perpendicular to the flow direction of a fluid flowing inside a measuring tube at a predetermined exciting frequency. an excitation circuit configured to apply an excitation voltage while switching polarity, the variable voltage power supply circuit configured to output an excitation voltage whose magnitude can be changed according to a voltage control signal; a switch circuit configured to apply an excitation voltage output from a variable voltage power supply circuit to the excitation coil by switching the polarity at a predetermined excitation frequency; and an excitation current supplied to the excitation coil through the switch circuit. a current control signal generating circuit for generating a current control signal based on the magnitude thereof; and a control element for controlling the magnitude of the exciting current based on the current control signal, so as to apply a predetermined constant current to the exciting coil. and a voltage control circuit that generates the voltage control signal from the current control signal generated by the current control signal generation circuit and inputs the voltage control signal to the variable voltage power supply circuit. and
また、本発明に係る励磁回路において、前記電圧制御回路は、前記電流制御信号を検出する信号検出回路を備えていてもよい。 Moreover, in the excitation circuit according to the present invention, the voltage control circuit may include a signal detection circuit that detects the current control signal.
また、本発明に係る励磁回路において、前記電圧制御回路は、前記電流制御信号に基づいて前記電圧制御信号を徐々に変化させる時定数回路を備えていてもよい。 Moreover, in the excitation circuit according to the present invention, the voltage control circuit may include a time constant circuit that gradually changes the voltage control signal based on the current control signal.
また、本発明に係る励磁回路において、前記電圧制御回路は、前記励磁電圧の極性が切り替わるごとに、前記電流制御信号の変化を遅延させて前記電圧制御信号に反映させて、前記励磁電流が所定の定電流となってから所定の遅延時間が経過した後に前記励磁電圧を下げるように構成された遅延回路を備えていてもよい。 Further, in the excitation circuit according to the present invention, the voltage control circuit delays a change in the current control signal and reflects it in the voltage control signal each time the polarity of the excitation voltage is switched, so that the excitation current reaches a predetermined value. A delay circuit configured to reduce the excitation voltage after a predetermined delay time has elapsed after the current becomes constant may be provided.
また、本発明に係る励磁回路において、前記可変電圧電源回路は、可変電圧のDC/DCコンバータを含んでいてもよい。 Further, in the excitation circuit according to the present invention, the variable voltage power supply circuit may include a variable voltage DC/DC converter.
また、本発明に係る励磁回路において、前記励磁電流制御回路は、一端と他端とがそれぞれ前記制御素子の出力端子と接地端子とに接続されて、前記励磁電流の大きさを検出する抵抗と、前記抵抗によって検出された前記励磁電流の大きさに基づいて前記制御素子の制御端子に入力する前記電流制御信号を出力する増幅器とを含み、前記制御素子は、前記スイッチ回路に接続されて前記励磁電流が入力される入力端子と、前記励磁電流を出力する出力端子と、前記電流制御信号が入力される前記制御端子とを備え、前記制御素子に入力された前記電流制御信号の大きさに応じて前記入力端子と前記出力端子との間を流れる前記励磁電流の大きさを制御する三端子制御素子とを含んでいてもよい。 Further, in the excitation circuit according to the present invention, the excitation current control circuit includes a resistor whose one end and the other end are connected to the output terminal and the ground terminal of the control element, respectively, and detects the magnitude of the excitation current. and an amplifier for outputting the current control signal to be input to the control terminal of the control element based on the magnitude of the excitation current detected by the resistor, the control element being connected to the switch circuit and the An input terminal to which an excitation current is input, an output terminal to output the excitation current, and the control terminal to which the current control signal is input. A three-terminal control element may be included for controlling the magnitude of the excitation current flowing between the input terminal and the output terminal accordingly.
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る電磁流量計は、流体を流すための測定管と、この測定管の近傍に配置され、励磁電流の供給を受けて前記測定管の内部を流れる流体の流れ方向と直交する磁界を生成する励磁コイルと、前記測定管の内部を流れる流体の流れ方向および磁界の方向と直交する方向に互いに対向して配置された一対の検出電極とを有する検出器と、前記励磁コイルに所定の励磁周波数でその極性を切り替えながら励磁電圧を印加して、前記励磁コイルに励磁電流を供給し、前記測定管の内部を流れる流体の流れ方向に対して直交する交番磁界を発生させるように構成された励磁回路と、前記励磁回路に直流電力を供給する電源回路と、前記励磁回路を制御して前記励磁コイルに印加する励磁電圧の極性を前記所定の励磁周波数で切り替えながら、前記検出電極から検出される検出信号に基づいて、前記測定管内を流れる流体の流量を算出する制御回路と、を備え、前記励磁回路は、上記に記載された励磁回路であることを特徴とする。 Further, in order to solve the above-described problems, the electromagnetic flowmeter according to the present invention includes a measuring tube for flowing a fluid, and an electromagnetic flowmeter which is arranged near the measuring tube, receives an excitation current, and generates a current inside the measuring tube. and a pair of detection electrodes facing each other in a direction perpendicular to the flow direction of the fluid flowing inside the measuring tube and the direction of the magnetic field. and an excitation voltage is applied to the excitation coil while switching its polarity at a predetermined excitation frequency to supply an excitation current to the excitation coil, and the flow direction of the fluid flowing inside the measurement tube is an excitation circuit configured to generate an orthogonal alternating magnetic field; a power supply circuit for supplying DC power to the excitation circuit; a control circuit that calculates the flow rate of the fluid flowing through the measurement tube based on the detection signal detected from the detection electrode while switching the excitation frequency, wherein the excitation circuit is the excitation circuit described above. characterized by being
本発明によれば、励磁コイルに供給される励磁電流の大きさに基づく電流制御信号を生成し、電流制御信号から電圧制御信号を生成し可変電圧電源回路に入力するので、定電流回路の残留電圧と基準電圧とを比較することなく、励磁コイルの特性や励磁電流の大きさに応じて励磁電圧を変化させることができる。 According to the present invention, the current control signal is generated based on the magnitude of the exciting current supplied to the exciting coil, and the voltage control signal is generated from the current control signal and input to the variable voltage power supply circuit. The excitation voltage can be changed according to the characteristics of the excitation coil and the magnitude of the excitation current without comparing the voltage with the reference voltage.
[実施の形態]
以下、本発明の好適な実施の形態について、図1から図3を参照して詳細に説明する。
まず、図1および図2を参照して、本発明の実施の形態に係る励磁回路12およびこれを用いた電磁流量計1について説明する。
[Embodiment]
Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
First, an
[電磁流量計]
本実施の形態に係る電磁流量計1は、図1に示すように、電源回路10、検出器11、励磁回路12、制御回路13、および設定・操作器14を備えている。
[Electromagnetic Flowmeter]
The
ここで検出器11は、測定対象となる流体を流すための測定管Pexと、この測定管Pexの近傍に配置され、励磁電流Iexの供給を受けて測定管Pexの内部を流れる流体の流れ方向と直交する磁界を生成する励磁コイルLexと、測定管Pexの内部を流れる流体の流れ方向および励磁コイルLexによって生成される磁界の方向と直交する方向に互いに対向して配置された一対の検出電極E1、E2とを有する。
Here, the
励磁回路12は、制御回路13からの制御に基づいて、検出器11の励磁コイルLexに対して、所定の励磁周波数で励磁極性が切り替えながら励磁電圧VEoutを印加して、励磁コイルLexに励磁電流Iexを供給し、測定管Pexの内部を流れる流体の流れ方向に対して直交する交番磁界を発生させるように構成されている。この励磁回路12の構成および動作の詳細については後述する。
Under the control of the
制御回路13は、励磁回路12を制御して、励磁コイルLexに印加する励磁電圧VEoutの極性を所定の励磁周波数で切り替えながら、検出電極E1、E2から検出される検出信号に基づいて、測定管Pex内を流れる流体の流量を測定するように構成されている。
The
より具体的には、この制御回路13は、互いに相補的な二値信号である極性切替信号EXD1、EXD2を励磁回路12に出力して、励磁コイルLexに印加する励磁電圧VEoutの極性を周期的に切り替えるとともに、励磁電流が定常値となっているときに、すなわち、一定の強さの磁界が発生している期間に検出電極E1、E2間に生じる流量信号を増幅し、増幅された流量信号をサンプリングしてその値をホールドし、サンプルホールドした値と測定管Pexの断面積とから測定管Pex内を流れる流体の流量を測定する。このような制御回路13は、図示はしないが、増幅器、中央演算回路(CPU)または信号処理回路、I/F回路などから構成することができる。
More specifically, the
なお、本実施の形態において、制御回路13は、算出した流量を、後述する設定・操作器14に出力するように構成されるが、例えば、ネットワークに接続されたI/F回路を介して図示しない上位装置に対して流量信号または流量を出力するようにしてもよい。
In this embodiment, the
一方、電源回路10は、交流電源ACinの供給を受けて直流電源を生成し、励磁回路12および制御回路13に供給する。このような電源回路10は、例えば、整流回路10A、10D、10E、スイッチング制御回路10B、およびトランス10Cから構成することができる。
On the other hand, the
ここで整流回路10Aは、交流電源ACinを整流して直流電源に変換し、スイッチング制御回路10Bに出力する。スイッチング制御回路10Bは、直流電源の直流電圧を高周波でスイッチングしてトランス10Cの一次側巻線に供給する。
整流回路10Dは、トランス10Cの二次側巻線から出力された高周波信号を整流して、直流のアナログ信号処理用の動作電圧と接地電圧を生成して制御回路13に供給する。
また、整流回路10Eは、トランス10Cの二次側巻線から出力された高周波信号を整流して、直流の励磁用高電圧(例えば、80V)を生成して励磁回路12に供給する。
Here, the
The
Also, the
設定・操作器14は、作業者の設定入力や操作入力を検出して制御回路13に出力する。また、設定・操作器14は、制御回路13からの信号に応じて、検出された流量を示す情報などをLEDやLCDで表示する。
The setting/
[励磁回路]
次に、図2を参照して、励磁回路12について説明する。
励磁回路12は、制御回路13からの制御に基づいて、検出器11の励磁コイルLexに対して、所定の励磁周波数で励磁極性が切り替えながら励磁電圧VEoutを印加して、励磁コイルLexに交番磁界を発生させるように励磁電流Iexを供給する回路である。このような励磁回路12は、図2に示すように、可変電圧電源回路12A、励磁方向切替回路12B、励磁電流制御回路12C、および電圧制御回路12Dを備え、後述するように、励磁電流Iexの大きさIex’(励磁電流制御回路12Cにおいて検出された励磁電流Iexの大きさIex’)に応じて励磁コイルに印加する励磁電圧VEoutの大きさを変化させるように構成されている。
[Excitation circuit]
Next, the
Under the control of the
可変電圧電源回路12Aは、基本的には整流回路10Eから直流電力の供給を受けて励磁電圧VEoutを出力する回路であるが、本実施の形態においては、後述する電圧制御回路12Dから入力される電圧制御信号SETに応じて励磁電圧VEoutの大きさを変更可能に構成される。このような可変電圧電源回路12Aは、例えば、可変電圧のDC/DCコンバータを含むことができる。可変電圧電源回路12Aによって電圧値が変更された励磁電圧VEoutは、励磁方向切替回路12Bに入力される。
The variable voltage
励磁方向切替回路12Bは、本発明におけるスイッチ回路として作用する回路であって、可変電圧電源回路12Aが出力する励磁電圧VEoutを、所定の励磁周波数でその極性を切り替えて励磁コイルLexに印加する。励磁方向切替回路12Bによって励磁コイルLexに印加される励磁電圧の極性が所定の励磁周波数で切り替えられることによって、励磁コイルLexに供給する励磁電流Iexの極性が正極性/負極性に切り替えられる。
The excitation
励磁方向切替回路12Bは、具体的には、制御回路13からの極性切替信号EXD1、EXD2に基づいてオン/オフするトランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4から構成することができる。すなわち、励磁方向切替回路12Bは、図2に示すように、それぞれ直列に接続された2対のトランジスタTr1、Tr2とトランジスタTr3、Tr4とが、ノードN0とノードN3とに互いに並列に接続されたトランジスタ回路から構成することができる。
なお、トランジスタTr1~Tr4としては、FETやバイポーラトランジスタなどの公知の三端子制御素子を用いることができる。
Specifically, the excitation
As the transistors Tr1 to Tr4, known three-terminal control elements such as FETs and bipolar transistors can be used.
検出器11の励磁コイルLexは、トランジスタTr1とトランジスタTr2との接続点と、トランジスタTr3とトランジスタTr4との接続点とに、それぞれノードN1とノードN2とを介して接続される。
An exciting coil Lex of the
また、トランジスタTr1のゲート端子とトランジスタTr4のゲート端子には、上述した制御回路13から出力される互いに相補的な二値信号である極性切替信号EXD1、EXD2のうちの一方(EXD1)が入力され、トランジスタTr2のゲート端子とトランジスタTr3のゲート端子には、極性切替信号EXD1、EXD2のうちの他方(EXD2)が入力される。すなわち、トランジスタTr1は、ノードN0とノードN1との間に接続され、極性切替信号EXD1に基づいてオンオフ動作する。トランジスタTr2は、ノードN1と励磁方向切替回路12Bの出力端子であるノードN3との間に接続され、極性切替信号EXD2に基づいてオンオフ動作する。トランジスタTr3は、ノードN0とノードN2との間に接続され、極性切替信号EXD2に基づいてオンオフ動作する。トランジスタTr4は、ノードN2とノードN3との間に接続され、極性切替信号EXD1に基づいてオンオフ動作する。
One (EXD1) of the polarity switching signals EXD1 and EXD2, which are binary signals complementary to each other and output from the
したがって、極性切替信号EXD1、EXD2にしたがってトランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4がオン/オフすることによって、励磁方向切替回路12Bの入力端子であるノードN0に対して可変電圧電源回路12Aから供給された励磁電圧VEoutは、その極性を切り替えながら、ノードN1-N2間に接続されている検出器11の励磁コイルLexに印加される。その結果、励磁方向切替回路12BのノードN0に流入した励磁電流はノードN3から出力される。
Therefore, by turning on/off the transistors Tr1, Tr2, Tr3 and Tr4 in accordance with the polarity switching signals EXD1 and EXD2, the voltage supplied from the variable voltage
励磁電流制御回路12Cは、励磁方向切替回路12BのノードN3に接続されて、励磁コイルLexに所定の定電流を通電させるように構成された制御回路である。このような励磁電流制御回路12Cは、図2に示すように、ソース端子が励磁方向切替回路12BのノードN3に接続されたトランジスタTr5と、一端と他端とがそれぞれトランジスタTr5のドレイン端子と接地端子とに接続されて、励磁電流Iexの大きさIex’を検出する抵抗REと、この抵抗REによって検出された励磁電流Iexの大きさIex’、すなわち、トランジスタTr5のドレイン電圧に基づいて、トランジスタTr5のゲート端子に入力する電流制御信号VAoutを出力するオペアンプ(増幅器)Aとから構成することができる。
The excitation
ここで、オペアンプAの非反転入力端子(+)は基準電圧Vrefに接続され、反転入力端子(-)はトランジスタTr5のドレイン端子にそれぞれ接続されている。基準電圧Vrefは、図示しない電源などから所望の電圧を設定すればよい。オペアンプAが出力する電流制御信号VAoutは、抵抗REによって検出された励磁電流Iexの大きさIex’に応じた電圧(トランジスタTr5のドレイン電圧)と基準電圧Vrefとの差に応じた電圧信号である。したがって、電流検出用の抵抗REとオペアンプAとは、励磁電流Iexの大きさIex’を一定とするためのフィードバック回路を構成し、本発明における「電流制御信号生成回路」として作用する。また、トランジスタTr5は、電流制御信号VAoutに基づいて励磁電流Iexの大きさIex’を制御する制御素子として作用する。 Here, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier A is connected to the reference voltage Vref , and the inverting input terminal (-) is connected to the drain terminal of the transistor Tr5. A desired voltage may be set as the reference voltage V ref from a power supply (not shown) or the like. The current control signal V Aout output by the operational amplifier A is a voltage corresponding to the difference between the voltage (drain voltage of the transistor Tr5) corresponding to the magnitude Iex' of the exciting current Iex detected by the resistor RE and the reference voltage Vref . is a signal. Therefore, the current detection resistor R E and the operational amplifier A constitute a feedback circuit for keeping the magnitude Iex' of the exciting current Iex constant, and act as a "current control signal generating circuit" in the present invention. Further, the transistor Tr5 acts as a control element for controlling the magnitude Iex' of the exciting current Iex based on the current control signal V Aout .
なお、本実施の形態において、トランジスタTr5として、よく知られた3端子制御素子であるFETを用い、電圧信号を電流制御信号とする電圧制御回路の例を説明したが、例えば、バイポーラトランジスタを用いた電流制御回路を用いてもよい。 In the present embodiment, an example of a voltage control circuit using a well-known three-terminal control element FET as the transistor Tr5 and using a voltage signal as a current control signal has been described. A conventional current control circuit may be used.
本実施の形態においては、オペアンプAから出力される電流制御信号VAoutは、トランジスタTr5の制御端子に入力されるとともに、電圧制御回路12Dにも入力される。
In this embodiment, the current control signal V Aout output from the operational amplifier A is input to the control terminal of the transistor Tr5 and also to the
この電圧制御回路12Dは、励磁電流制御回路12Cにおいて電流検出用の抵抗REとオペアンプAとによって生成した電流制御信号VAoutから可変電圧電源回路12Aが供給する励磁電圧VEoutの大きさを制御する電圧制御信号SETを生成して、これを可変電圧電源回路12Aに入力する回路である。
本実施の形態において、電圧制御回路12Dは、図2に示すように、信号検出回路12E、遅延回路12F、および時定数回路12Gを備えている。
The
In this embodiment, the
ここで、信号検出回路12Eは、オペアンプAから出力される電流制御信号VAoutを検出して、検出された電流制御信号VAoutに応じた検出信号Vdetを出力する回路である。信号検出回路12Eは、よく知られたオペアンプやコンパレータなどの演算回路によって構成することができる。例えば、信号検出回路12Eは、電流制御信号VAoutの大きさに応じた検出信号Vdetを出力するとともに、電流制御信号VAoutに対してしきい値処理を行い、電流制御信号VAoutの値が設定されたしきい値電圧Vthを下回った場合には、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値に到達したことを検出するようにしてもよい。信号検出回路12Eが出力する検出信号Vdetは、遅延回路12Fに入力される。 Here, the signal detection circuit 12E is a circuit that detects the current control signal V Aout output from the operational amplifier A and outputs a detection signal V det corresponding to the detected current control signal V Aout . The signal detection circuit 12E can be configured by a well-known operational circuit such as an operational amplifier or a comparator. For example, the signal detection circuit 12E outputs a detection signal V det corresponding to the magnitude of the current control signal V Aout and performs threshold processing on the current control signal V Aout to detect the value of the current control signal V Aout . is below a set threshold voltage Vth , it may be detected that the magnitude Iex' of the exciting current Iex has reached a predetermined constant current value. A detection signal V det output from the signal detection circuit 12E is input to the delay circuit 12F.
遅延回路12Fは、信号検出回路12Eが出力する検出信号Vdet、すなわち信号検出回路12Eによる電流制御信号VAoutの検出結果を所定の遅延時間T2だけ遅延させて出力する回路である。このような遅延回路12Fは、例えば、容量素子と抵抗とを備えるCR回路を用いて構成することができる。この場合、遅延時間T2は、容量や抵抗の値を調整する他、しきい値を設定することによっても所望の遅延時間とすることができる。 The delay circuit 12F is a circuit that delays the detection signal V det output by the signal detection circuit 12E, ie, the detection result of the current control signal V Aout by the signal detection circuit 12E, by a predetermined delay time T2 and outputs the result. Such a delay circuit 12F can be configured using, for example, a CR circuit including a capacitive element and a resistor. In this case, the delay time T2 can be set to a desired delay time by adjusting the values of the capacitance and resistance, and also by setting a threshold value.
この遅延回路12Fは、励磁電圧VEoutの極性が切り替わるごとにリセットされるとともに、電流制御信号VAoutに応じた検出信号Vdetを所定の遅延時間T2だけ遅らせた信号Vdelを出力する。この信号Vdelは、後段の時定数回路12Gに入力される。
このような遅延回路12Fは、定電流回路の残留電圧と基準電圧とを比較することなく、励磁コイルの特性や励磁電流の大きさに応じて励磁電圧を変化させる、という本発明の目的を達成するために必要な構成要素ではないが、本実施の形態のように遅延回路12Fを設けることによって、電流制御信号VAoutの変化を遅延させて後述する電圧制御信号SETに反映させ、例えば、図3に示すように、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となってから所定の遅延時間T2が経過した後に励磁電圧VEoutを下げることができるので、励磁回路のより安定した動作を実現すること可能となる。
The delay circuit 12F is reset each time the polarity of the excitation voltage V Eout is switched, and outputs a signal V del obtained by delaying the detection signal V det corresponding to the current control signal V Aout by a predetermined delay time T2. This signal V del is input to the subsequent time constant circuit 12G.
Such a delay circuit 12F achieves the object of the present invention to change the excitation voltage according to the characteristics of the excitation coil and the magnitude of the excitation current without comparing the residual voltage of the constant current circuit and the reference voltage. Although it is not a necessary component, by providing the delay circuit 12F as in the present embodiment, the change in the current control signal V Aout is delayed and reflected in the voltage control signal SET , which will be described later. As shown in FIG. 3, the excitation voltage V Eout can be lowered after a predetermined delay time T2 has passed since the magnitude Iex' of the excitation current Iex reaches a predetermined constant current value. It becomes possible to realize stable operation.
時定数回路12Gは、電流制御信号VAoutに基づいて電圧制御信号SETを徐々に変化させる回路である。時定数回路12Gは、例えば、容量素子と抵抗とを有する積分回路などによって構成することができる。より具体的には、時定数回路12Gは、遅延回路12Fから入力された信号Vdelに基づいて、信号Vdelに応じた電圧制御信号SETを生成し、可変電圧電源回路12Aに出力する。
このような時定数回路12Gを設けることによって、可変電圧電源回路12Aが出力する励磁電圧VEoutを緩やかに変化させることができる。
特に、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となった後に容量素子を放電させるように構成することによって、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となるまでは、励磁電圧VEoutを所定の時定数にしたがって徐々に上昇させる一方、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となった後(遅延回路12Fがあるときは、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となってから遅延時間T2後)に励磁電圧VEoutを徐々に下げることができる。
The time constant circuit 12G is a circuit that gradually changes the voltage control signal SET based on the current control signal VAout . The time constant circuit 12G can be configured by, for example, an integrating circuit having a capacitive element and a resistor. More specifically, the time constant circuit 12G generates a voltage control signal SET according to the signal Vdel input from the delay circuit 12F and outputs it to the variable voltage
By providing such a time constant circuit 12G, it is possible to gently change the excitation voltage V Eout output by the variable voltage
In particular, by configuring the capacitive element to discharge after the magnitude Iex' of the excitation current Iex reaches a predetermined constant current value, the magnitude Iex' of the excitation current Iex reaches a predetermined constant current value. until the excitation voltage V Eout is gradually increased according to a predetermined time constant, and after the magnitude Iex' of the excitation current Iex reaches a predetermined constant current value (when the delay circuit 12F is provided, the excitation current The excitation voltage V Eout can be gradually lowered after the delay time T2 from when the magnitude Iex of Iex reaches a predetermined constant current value.
[励磁回路の動作]
次に、図3に示す信号波形を参照して本実施の形態に係る励磁回路12の動作について説明する。図3においては、制御回路13から出力される極性切替信号EXD1、EXD2と、励磁電流Iexおよびその大きさIex’と、電流制御信号VAoutと、検出信号Vdetを遅延時間T2だけ遅延させた信号Vdelと、電圧制御信号SETと、励磁電圧VEoutとが共通の時間軸に沿って示されている。
[Excitation circuit operation]
Next, operation of the
図3において、極性切替信号EXD2がHレベルとなり、極性切替信号EXD1がLレベルとなっている期間を「負極性励磁期間TN」とし、極性切替信号EXD1がHレベルとなり、極性切替信号EXD2がLレベルとなっている期間を「正極性励磁期間TP」と呼ぶことにする。
負極性励磁期間TNにおいては、トランジスタTr1、Tr4がオフし、トランジスタTr2、Tr3がオンとなるため、励磁電流IexはノードN2からノードN1に流れる。一方、正極性励磁期間TPにおいては、トランジスタTr1、Tr4がオンし、トランジスタTr2、Tr3がオフとなるため、励磁電流IexはノードN1からノードN2に流れる。
In FIG. 3, a period during which the polarity switching signal EXD2 is at H level and the polarity switching signal EXD1 is at L level is defined as a "negative excitation period TN", and the polarity switching signal EXD1 is at H level and the polarity switching signal EXD2 is at L level. The period during which the voltage is at the level is called a "positive excitation period TP".
During the negative excitation period TN, the transistors Tr1 and Tr4 are turned off and the transistors Tr2 and Tr3 are turned on, so that the excitation current Iex flows from the node N2 to the node N1. On the other hand, during the positive excitation period TP, the transistors Tr1 and Tr4 are turned on and the transistors Tr2 and Tr3 are turned off, so the excitation current Iex flows from the node N1 to the node N2.
負極性励磁期間TNおよび正極性励磁期間TPのそれぞれ時刻T0において、励磁電圧VEoutの極性が切り替わると、励磁電流Iexの方向も切り替わるが(図3、Iex)、励磁電圧VEoutの印加に伴って励磁電流Iexの大きさIex’は、励磁コイルLexのインダクタンスの影響および時定数回路12Gの作用によって、予め設定された電流値まで徐々に増加していく(図3、IexおよびIex’のT0~T1)。 At time T0 in each of the negative excitation period TN and the positive excitation period TP, when the polarity of the excitation voltage V Eout switches, the direction of the excitation current Iex also switches (FIG. 3, Iex ). The magnitude Iex' of the exciting current Iex gradually increases to a preset current value due to the influence of the inductance of the exciting coil Lex and the action of the time constant circuit 12G (FIG. 3, T0 of Iex and Iex' ~T1).
このときも励磁電流制御回路12CのオペアンプAは、入力信号VREと基準電圧Vrefとを常時比較し、抵抗REを流れる励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となるように、電流制御信号VAoutを出力して比較結果に応じてトランジスタTr5を制御している。
At this time as well, the operational amplifier A of the excitation
オペアンプAの出力である電流制御信号VAoutは、励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となるまでは、Hレベルの電圧を維持し、励磁電流Iexの大きさIex’が定電流の値に到達すると、オペアンプAから出力される電流制御信号VAoutは、Lレベルの設定電圧に下がる(図3、VAout、T1:T0~T1、T1’:T1~T0)。電流制御信号VAoutのHレベルの期間T1とLレベルの期間T1’は、励磁コイルLexのインダクタンスによって変化する。 The current control signal VAout , which is the output of the operational amplifier A, maintains the H level voltage until the magnitude Iex' of the exciting current Iex reaches a predetermined constant current value. When the constant current value is reached, the current control signal V Aout output from the operational amplifier A drops to the set voltage of L level (FIG. 3, V Aout , T1: T0 to T1, T1': T1 to T0). The H level period T1 and the L level period T1' of the current control signal V Aout vary depending on the inductance of the exciting coil Lex.
電圧制御回路12Dの信号検出回路12Eは、電流制御信号VAoutを検出し、検出信号Vdetを遅延回路12Fに出力し、遅延回路12Fは、検出信号Vdetを遅延時間T2だけ遅延させた信号Vdelを出力する。
The signal detection circuit 12E of the
ここで、電流制御信号VAoutに遅延を追加する理由を説明する。励磁電流Iexが定電流になるまで励磁コイルLexには、電流が流れ続ける。励磁電流Iexの大きさIex’が所定の定電流の値となると、励磁コイルLexに流れ続ける電流のエネルギーなどの反発を受けて、励磁コイルLexに流れていた励磁電流Iexが変化することになり、励磁コイルLexに印加される電流が安定しない状況が生ずる。 The reason for adding the delay to the current control signal V Aout will now be explained. A current continues to flow through the exciting coil Lex until the exciting current Iex becomes a constant current. When the magnitude Iex' of the excitation current Iex reaches a predetermined constant current value, the excitation current Iex flowing through the excitation coil Lex changes due to the repulsion of the energy of the current that continues to flow through the excitation coil Lex. , a situation occurs in which the current applied to the exciting coil Lex is not stable.
このような励磁電流Iexの不安定な期間に励磁電圧VEoutを切り替えると、さらに励磁電流Iexが不安定な状態となる。そこで、本実施の形態においては、遅延回路12Fを設け、電流制御信号VAoutよりも遅延時間T2の遅延を与えて励磁電圧VEoutの切り替えを行うようにしている。 If the excitation voltage V Eout is switched during such an unstable period of the excitation current Iex, the excitation current Iex becomes even more unstable. Therefore, in the present embodiment, the delay circuit 12F is provided to provide a delay of the delay time T2 from the current control signal V Aout to switch the excitation voltage V Eout .
遅延回路12Fから出力される信号Vdelは、電流制御信号VAoutおよび検出信号Vdetよりも遅延時間T2だけ遅れた信号であるので、時刻T3でHレベルからLレベルに下がるが、負極性励磁期間TNから正極性励磁期間TPに極性が切り替わるタイミングおよび正極性励磁期間TPから負極性励磁期間TNに切り替わるタイミングで、遅延回路12Fの遅延処理はリセットされ、信号Vdelは電流制御信号VAoutおよび検出信号Vdetに対応してHレベルとなる(図3、Vdel、T0)。 The signal V del output from the delay circuit 12F is delayed from the current control signal V Aout and the detection signal V det by the delay time T2. At the timing when the polarity is switched from the period TN to the positive excitation period TP and at the timing when the positive excitation period TP is switched to the negative excitation period TN, the delay processing of the delay circuit 12F is reset, and the signal V del becomes the current control signal V Aout and It becomes H level corresponding to the detection signal V det (FIG. 3, V del , T0).
その後、時定数回路12Gは、遅延回路12Fから入力される信号Vdelに基づいて、より具体的には、信号Vdelを時間積分して、電圧制御信号SETを生成する。電圧制御信号SETは、励磁電流Iexの大きさIex’がより早く定電流の値に到達すると、その傾きが小さくなる。なお、時定数回路12Gについても、負極性励磁期間TNから正極性励磁期間TPに極性が切り替わると、積分効果がリセットされる。 After that, the time constant circuit 12G generates the voltage control signal SET based on the signal Vdel inputted from the delay circuit 12F, more specifically, time-integrates the signal Vdel . The voltage control signal S ET has a smaller slope when the magnitude Iex' of the exciting current Iex reaches the constant current value earlier. In the time constant circuit 12G, the integration effect is reset when the polarity is switched from the negative excitation period TN to the positive excitation period TP.
可変電圧電源回路12Aは、時定数回路12Gによって生成された電圧制御信号SETに応じた励磁電圧VEoutを出力する。励磁電圧VEoutのピークは電圧制御信号SETのピークおよび遅延が追加された信号Vdelのエッジの時刻とそれぞれ一致している(図3、VEout、T3)。
The variable voltage
このように、オペアンプAから出力される電流制御信号VAoutから可変電圧電源回路12Aの電圧制御信号SETを生成し、電流制御信号VAoutの電圧が設定された電圧に下がるまでは、可変電圧電源回路12Aの電圧は高い電圧となるように動作させる。すなわち、励磁コイルLexに流れる励磁電流Iexが定電流になるまでは、可変電圧電源回路12Aの電圧を上げ、励磁コイルLexに印加される励磁電圧VEoutと、励磁電流制御回路12Cへの印加電圧を上げるように動作させる。
In this manner, the voltage control signal SET for the variable voltage
励磁方向切替回路12Bに印加される可変電圧電源回路12Aで生成された励磁電圧VEoutは、時定数をもって徐々に上昇させる。そのため、励磁電流制御回路12CのトランジスタTr5の入力端子および出力端子間の電圧を必要以上に上げることがないので、励磁電流制御回路12Cでのロスを抑えることができる。
The excitation voltage V Eout generated by the variable voltage
以上説明したように、本実施の形態に係る励磁回路12によれば、励磁電流制御回路12CのオペアンプAから出力される電流制御信号VAoutを検出して、検出された電流制御信号VAoutに基づいて電圧制御信号SETを生成する。電圧制御信号SETによって、可変電圧電源回路12Aで生成される励磁電圧VEoutを可変に制御するので、定電流回路の残留電圧と基準電圧とを比較することなく、励磁コイルの特性や励磁電流の大きさに応じて励磁電圧を変化させることができる。
As described above, according to the
また、本実施の形態に係る励磁回路12は、励磁電流Iexの大きさIex’が大きくなるにつれて励磁電圧VEoutを徐々に上昇させるので、過渡期間における消費電力を抑えることができる。さらには、励磁コイルLexに一定の励磁電流が流れるようになると、励磁電圧VEoutを徐々に下げていくことで定常期間における消費電力をさらに抑えることができる。
In addition, the
また、本実施の形態に係る励磁回路12は、特に、インダクタンスの比較的小さい励磁コイルLexを用いる場合には、より短い時間で励磁電流Iexが定電流に到達するので、電圧制御信号SETによって可変電圧電源回路12Aで生成される励磁電圧VEoutを必要以上に上げることなく制御することが可能となる。
In addition, in the
また、本実施の形態に係る励磁回路12は、励磁電圧VEoutを可変に制御するので、定電流回路である励磁電流制御回路12Cの制御素子Tr5のドレイン電圧も下げることができ、発熱などが抑えられる。
In addition, since the
また、本実施の形態に係る励磁回路12は、より簡略化された構成により、励磁回路12を備える電磁流量計1をより小型化することができる。
Further, the
以上、本発明の励磁回路および電磁流量計における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。 Although the embodiments of the excitation circuit and the electromagnetic flowmeter of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be envisioned by those skilled in the art within the scope of the invention described in the claims. Various modifications are possible.
1…電磁流量計、10…電源回路、10A、19D、10E…整流回路、10B…スイッチング制御回路、10C…トランス、11…検出器、12…励磁回路、12A…可変電圧電源回路、12B…励磁方向切替回路、12C…励磁電流制御回路、12D…電圧制御回路、12E…信号検出回路、12F…遅延回路、12G…時定数回路、13…制御回路、14…設定・操作器、A…オペアンプ、Pex…測定管、E1、E2…検出電極、Lex…励磁コイル、Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5…トランジスタ、RE…抵抗、N0、N1、N2、N3…ノード、EXD1、EXD2…極性切替信号、Iex…励磁電流、Iex’ …励磁電流の大きさ、VEout…励磁電圧、VRE…入力信号、VAout…電流制御信号、Vref…基準電圧、Vdet…検出信号、Vdel…信号、SET…電圧制御信号、Vth…しきい値電圧、Tex…一定周期、TP…正極性励磁期間、TN…負極性励磁期間。
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
電圧制御信号に応じてその大きさを変更可能な励磁電圧を出力するように構成された可変電圧電源回路と、
前記可変電圧電源回路が出力する励磁電圧を、所定の励磁周波数でその極性を切り替えて前記励磁コイルに印加するように構成されたスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を通じて前記励磁コイルに供給される励磁電流の大きさに基づく電流制御信号を生成する電流制御信号生成回路と、前記電流制御信号に基づいて前記励磁電流の大きさを制御する制御素子とを含み、前記励磁コイルに所定の定電流を通電させるように構成された励磁電流制御回路と、
前記電流制御信号生成回路が生成する前記電流制御信号から前記電圧制御信号を生成して前記可変電圧電源回路に入力する電圧制御回路と
を備え、
前記電圧制御回路は、
前記電流制御信号に基づいて前記電圧制御信号を徐々に変化させる時定数回路を備える
ことを特徴とする励磁回路。 An excitation circuit configured to apply an excitation voltage while switching the polarity at a predetermined excitation frequency to an excitation coil that receives an excitation current and generates a magnetic field orthogonal to the flow direction of the fluid flowing inside the measuring tube. There is
a variable voltage power supply circuit configured to output an excitation voltage whose magnitude can be changed according to a voltage control signal;
a switch circuit configured to switch the polarity of the excitation voltage output from the variable voltage power supply circuit at a predetermined excitation frequency and apply the excitation voltage to the excitation coil;
a current control signal generation circuit for generating a current control signal based on the magnitude of the excitation current supplied to the excitation coil through the switch circuit; and a control element for controlling the magnitude of the excitation current based on the current control signal. and an excitation current control circuit configured to apply a predetermined constant current to the excitation coil;
a voltage control circuit that generates the voltage control signal from the current control signal generated by the current control signal generation circuit and inputs the voltage control signal to the variable voltage power supply circuit ;
The voltage control circuit is
A time constant circuit that gradually changes the voltage control signal based on the current control signal is provided.
An excitation circuit characterized by:
前記電圧制御回路は、
前記電流制御信号を検出する信号検出回路を備える
ことを特徴とする励磁回路。 In the excitation circuit according to claim 1,
The voltage control circuit is
An excitation circuit comprising a signal detection circuit that detects the current control signal.
前記電圧制御回路は、
前記励磁電圧の極性が切り替わるごとに、前記電流制御信号の変化を遅延させて前記電圧制御信号に反映させて、前記励磁電流が所定の定電流となってから所定の遅延時間が経過した後に前記励磁電圧を下げるように構成された遅延回路を備える
ことを特徴とする励磁回路。 In the excitation circuit according to claim 1 or 2 ,
The voltage control circuit is
Each time the polarity of the excitation voltage is switched, the change in the current control signal is delayed and reflected in the voltage control signal, and after a predetermined delay time has elapsed after the excitation current becomes a predetermined constant current, the An excitation circuit comprising a delay circuit configured to reduce an excitation voltage.
前記可変電圧電源回路は、可変電圧のDC/DCコンバータを含む
ことを特徴とする励磁回路。 In the excitation circuit according to any one of claims 1 to 3 ,
The excitation circuit, wherein the variable voltage power supply circuit includes a variable voltage DC/DC converter.
前記励磁電流制御回路は、
一端と他端とがそれぞれ前記制御素子の出力端子と接地端子とに接続されて、前記励磁電流の大きさを検出する抵抗と、
前記抵抗によって検出された前記励磁電流の大きさに基づいて前記制御素子の制御端子に入力する前記電流制御信号を出力する増幅器と
を含み、
前記制御素子は、
前記スイッチ回路に接続されて前記励磁電流が入力される入力端子と、前記励磁電流を出力する出力端子と、前記電流制御信号が入力される前記制御端子とを備え、前記制御素子に入力された前記電流制御信号の大きさに応じて前記入力端子と前記出力端子との間を流れる前記励磁電流の大きさを制御する三端子制御素子と
を含むことを特徴とする励磁回路。 In the excitation circuit according to any one of claims 1 to 4 ,
The excitation current control circuit is
a resistor having one end and the other end connected to the output terminal and the ground terminal of the control element, respectively, and detecting the magnitude of the excitation current;
an amplifier that outputs the current control signal to be input to the control terminal of the control element based on the magnitude of the excitation current detected by the resistor,
The control element is
An input terminal connected to the switch circuit to which the excitation current is input, an output terminal to output the excitation current, and the control terminal to which the current control signal is input, and are input to the control element. and a three-terminal control element for controlling the magnitude of the excitation current flowing between the input terminal and the output terminal according to the magnitude of the current control signal.
前記励磁コイルに所定の励磁周波数でその極性を切り替えながら励磁電圧を印加して、前記励磁コイルに励磁電流を供給し、前記測定管の内部を流れる流体の流れ方向に対して直交する交番磁界を発生させるように構成された励磁回路と、
前記励磁回路に直流電力を供給する電源回路と、
前記励磁回路を制御して前記励磁コイルに印加する励磁電圧の極性を前記所定の励磁周波数で切り替えながら、前記検出電極から検出される検出信号に基づいて、前記測定管内を流れる流体の流量を算出する制御回路と、
を備え、
前記励磁回路は、請求項1から5のいずれか1項に記載された励磁回路
であることを特徴とする電磁流量計。 a measuring tube for causing a fluid to flow; an exciting coil disposed near the measuring tube and receiving an excitation current to generate a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid flowing inside the measuring tube; a detector having a pair of detection electrodes arranged opposite to each other in a direction orthogonal to the flow direction of the fluid flowing inside and the direction of the magnetic field;
An excitation voltage is applied to the excitation coil while switching its polarity at a predetermined excitation frequency, an excitation current is supplied to the excitation coil, and an alternating magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid flowing inside the measurement tube is generated. an excitation circuit configured to generate
a power supply circuit that supplies DC power to the excitation circuit;
While controlling the excitation circuit to switch the polarity of the excitation voltage applied to the excitation coil at the predetermined excitation frequency, the flow rate of the fluid flowing through the measurement tube is calculated based on the detection signal detected by the detection electrode. a control circuit for
with
An electromagnetic flowmeter, wherein the excitation circuit is the excitation circuit according to any one of claims 1 to 5 .
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