JPH02181609A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁流量計に係り、特に電磁流量計の動作を高
速化させる時に必要となる電源周波数以上の周波数を持
つ電源同期クロックを発生させるに好適な同期信号発生
方式に関する。

〔従来の技術〕

従来の電、磁流置針は、直流部分を持つ正、負の交流励
磁電流による矩形波励磁方式であった。これは、（１）
磁気誘導ノイズのない部分で信号を取り込むため、ゼロ
点の変動が少ない、（２）電源周期の同期クロックによ
る積分形の信号サンプリングを行うことにより電源誘導
ノイズが除去できる、など耐ノイズ性にすぐれた面を持
っていた。このため、工業計器としての電磁流量計は、
はとんどがこの矩形波励磁方式を採用している。この内
容については、「計測と制御」　（計測自動制御学会会
誌）Ｖｏｌ、１６　　Ｎ＋１４　３８頁から４０頁に詳
しく論じられている。しかし最近になってこれらのノイ
ズ以外に電磁流量計の出力の安定度を劣化させるものと
して流体ノイズの存在が明らかになってきた。この流体
ノイズに対しては、さまざまな信号処理方式が提案され
ているが、最も効果の大きいものは、励磁周期を高速化
し、同時に流速信号のサンプリング周期を高速化するこ
とである。

この高速化した周期を電源周波数に同期して行えば、流
体ノイズ、電源誘導ノイズの除去はもちろん、若干の工
夫を行うことにより磁気誘導ノイズもその影響を低減す
ることができる。

さて、ここで高速化を行うための同期信号について考え
てみると、最も簡単に得られるのは電源周期のクロック
であり、高域遮断フィルタと波形整形回路を用いて実現
できる。これを第２図（１）に示す。この電源クロック
をもとに、２倍、４倍・・・ｎ倍のクロックを作ること
を考えると、第２図（２）、　（３）の方法が考えられ
る。（２）は電源クロックを微分し、全波整流を行った
後、波形成形を行ったものである。この例では周波数は
２倍されるが４倍を考えた場合、電源周波数に同期させ
ることはできない、　（３）は、単安定マルチバイブレ
ータを組合せて、電源クロックの立ち上り、立ち下りに
同期させたパルスによって２倍を図っているが、単安定
マルチバイブレータによるパルス幅は電源クロックとは
何の関係もなく、（２）と同様４倍化は不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように従来技術は電源クロックの２倍化までは実
現可能であるが、４倍、８倍などの高速の同期クロック
について配慮されておらず、電源クロックよりも高い周
波数の同期クロックを得るにはさらに一つの工夫が必要
であるという問題があった。本発明の目的は、この高速
化された電源同期クロックを安定に発生できる装置を提
案して電磁流量計の信号処理の高速化を図り、各種ノイ
ズに強い電磁流量計を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電源クロックを基準周波数とする位相同期
ループ回路を設け、フィードバック周波数として電源ク
ロックの２のｎ乗倍の周波数を２のｎ乗分の１に分周さ
せた周波数を用いることにより達成される。

〔作用〕

すなわち、位相同期ループ回路は、位相差検出器と高域
遮断フィルタと電圧制御発振器と分周器とから構成され
、位相差検出器の基準入力とフィードバック入力には、
それぞれ電源クロックと電圧制御発振器の原発振周波数
を分周した電源クロックとほとんど等しいフィードバッ
ク信号が入力される。ここでほとんど等しいと述べたの
は基準入力である電源クロックは常に変動しており位相
同期ループ回路はその変動に追従しながらループの平衡
を保つ為、電源クロックとフィードバック信号とは、若
干の位相誤差が存在するためである。

さて、フィードバック信号は原発振周波数を分周して電
源クロックはぼ等しい周波数を得ている訳であるから、
原発振周波数がフィードバック信号のｎ倍であれば分周
器にはフィードバック信号の２の０乗からｎ乗までの周
波数が独立に取り出すことができる。

またフィードバック信号が電源クロックと位相のずれが
あっても、電磁流量計の信号処理においては積分性のサ
ンプリングが主体であるので、正負対称のノイズ除去に
は何ら障害がない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。１は
電源クロック、２は位相差検出器、３は高域遮断フィル
タ、４は電圧制御発振器、５は分局器、６は位相同期ル
ープ回路全体、７は電磁流量計信号処理システムである
。７は、例えばマイクロプロセッサとプログラムによっ
てその測定シーケンスが規定されるようなシステムであ
り、そのシーケンスの基準になるのは電源に同期したク
ロックである。動作は、１の基準入力に印加される？！
！源クロックと、１のフィードバック信号との間に位相
差がある時、２はその位相差を検出し、３はその位相差
を電圧に変換する。位相差が大の時は３の出力は上昇し
、小の時は３の出力が下降する。それに供なって４の原
発振周波数も上昇、下降をくり返し、それを分周したフ
ィードバック信号と電源クロックとの間に周波数差がな
くなるところでループは平衝に達するとともに分周器に
は電源クロックの２ｎ倍の周波数がｎ＋１個独立して発
生する。従って電源クロックに同期し、かつ高い周波数
を持った同期信号が発生していることになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電源周波数に同期し、かつ高速の同期
クロックを用いることにより、高速の信号処理を持った
電磁流量計の信号処理システムを構築することができ、
流体ノイズ、電源誘導ノイズに強い電磁流量計を構成す
ることができる。また、１つの位相同期ループ回路の分
局器の分周率と、原発振の周波数を選択するだけで何通
りもの電源に同期したクロックを得ることができるので
、ハードウェアを節約することができ、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来の電
源クロックの２倍化の方法を示す図である。 １・・・電源クロック、２・・・位相差検出器、３・・
・高域遮断フィルタ、４・・・電圧制御発振器、５・・
・分周器、６・・・位相同期ループ回路、７・・・電磁
流量計の信号処理システム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体の流速を検出するための検出器と、検出器から
   の流速信号を増幅、演算する変換器とから成り、変換器
   が正負に切替えられた電流を検出器に供給することによ
   り流速信号を検出できる矩形波励磁電磁流量計において
   、基準周波数入力とフィードバック周波数入力を持つ位
   相差検出器と、高域遮断フィルタと電圧制御発振器と分
   周器とで構成される位相同期ループ回路を備え、基準周
   波数入力には電源周波数を波形整形した電源クロックを
   印加し、フィードバック周波数入力へは電圧制御発振器
   で発生する原発振信号を分周した基準入力にほぼ等しい
   フィードバック周波数信号を印加してフィードバックル
   ープを形成し、この原発振信号は前記電源クロックの２
   のｎ乗の周波数に設定し、この時分周器より得られるｎ
   ＋１個の、電源クロックのそれぞれ２＾０倍、２＾１倍
   、２＾２倍…２＾ｎ倍の電源クロックにほぼ同期したク
   ロックを発生し、これらの同期クロックをもとに前記電
   磁流量計の測定シーケンスが構成されるような位相同期
   ループ回路による同期クロック発生装置を設けたことを
   特徴とする電磁流量計。