JPH0524187Y2 - - Google Patents

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JPH0524187Y2
JPH0524187Y2 JP11056285U JP11056285U JPH0524187Y2 JP H0524187 Y2 JPH0524187 Y2 JP H0524187Y2 JP 11056285 U JP11056285 U JP 11056285U JP 11056285 U JP11056285 U JP 11056285U JP H0524187 Y2 JPH0524187 Y2 JP H0524187Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は、電磁流量計の信号処理に係り、特に
信号対雑音比を改善した電磁流量計の信号処理に
関する。
<従来の技術> 第4図に従来の電磁流量計の構成を示し、これ
について説明する。
10は被測定流体を流すための導管であり、こ
の内面に電極11a,11bが設けられている。
導管10の外面には励磁コイル12a,12bが
設けられており、これ等によつて生じた磁界Bが
被測定流体に印加される。励磁コイル12a,1
2bは直列に接続され励磁回路13に接続されて
いる。
一方、電極11a,11bは前置増幅器14に
接続され前置増幅器14によりインピーダンス変
換がなされると共にコモンモード電圧の除去がな
されて出力される。前記増幅器14の出力端はサ
ンプリング回路15に接続される。サンプリング
回路15および励磁回路13はタイミング発生回
路16により制御される。
また、サンプリング回路15は整流回路17、
平滑回路18を介して出力端19に出力される。
以上の構成において、タイミング発生回路16
により励磁回路13を制御して例えば低周波の矩
形波電流を励磁コイル12a,12bに流すと対
応する波形および周波数の磁界Bが発生する。電
極11a,11bで流量と磁界Bとの積に比例し
た電圧が検出され、励磁電流が安定した期間でこ
の電圧がサンプリングされる。サンプリングされ
た電圧を整流回路17、平滑回路18で整流平滑
すると出力端19に流量に対応した電圧が得られ
る。
<考案が解決しようとする問題点> 第4図に示す構成の電磁流量計において雑音が
電極11a,11bに発生する信号電圧に重畳さ
れているときは、雑音も含めて増幅される。特に
第5図に示す様な微分性の雑音のような場合には
その雑音の大きさは信号電圧の10〜100倍にも達
するものがある。この様な雑音が混入すると前置
増幅器、サンプリング回路、整流回路のいずれか
が飽和し出力が大きくハンチングしたり揺動した
りする問題点がある。
<問題点を解決するための手段> この考案は、以上の問題点を解決するため、励
磁回路から励磁電流が励磁コイルに供給されて発
生する磁界が被測定流体に印加されこれにより電
極間に発生する電圧を信号処理回路で信号処理し
て先の被測定流体の流量に対応する出力電圧とし
て出力する電磁流量計に係り、先の信号処理回路
は、先の電極間に発生する電圧を所定の増幅率で
増幅する前置増幅器と、先の出力電圧を所定期間
のあいだ遅らせる遅延手段と、この遅延手段の出
力に関連した電圧と先の前置増幅器の出力との差
を1未満の増幅率で演算する第1演算手段と、こ
の第1演算手段の出力と先の前置増幅器の出力と
の差を演算する第2演算手段と、この第2演算手
段の出力を復調する復調手段とを具備するように
したものである。
<実施例> 以下、本考案の実施例について図面に基づき説
明する。第1図は本考案の一実施例を示すブロツ
ク図である。尚、第4図に示す構成と同一の部分
には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
20は乗算回路であり、その入力の一端には励
磁回路に挿入された検出抵抗21の両端の電圧を
増幅器22で増幅した電圧が印加され、その他端
にはサンプル、整流平滑して復調する復調回路2
3の出力電圧V0を遅延回路24で一定時間例え
ばサンプリングの1周期だけ遅延された電圧が印
加され、乗算回路20はこれ等の積を演算する。
25は差動増幅器であり、その入力の一端には
前置増幅器14の出力Vsが印加され、その他端
には乗算回路20の出力が印加され、これ等の差
を差動増幅器25で演算し差動増幅回路26に
VDとして出力する。この差動増幅回路25の増
幅率は1未満とし負帰還状態とする。
差動増幅回路26は、その入力の一端に前置増
幅器14の出力Vsが印加され、その他端には出
力VDが印加されて、これ等の差をとり出力V0′と
して復調回路23に出力する。
タイミング発生回路27は、励磁回路13、遅
延回路24、復調回路23を制御する制御信号を
発生する。
28は復調回路23で得られた出力電圧V0
例えば4〜20mAなどの統一電流に変換するV/
I変換回路である。
第2図は第1図に示すブロツク図の各部の波形
を示す波形図である。第2図イは前置増幅器14
の出力Vsの波形、ロは差動増幅器25の出力VD
の波形、ハは差動増幅回路26の出力V0′の波形
をそれぞれ示す。
前置増幅器14の出力Vsの中には第2図イに
示す様に微分状の雑音Vsoの上に信号電圧Vssが重
畳されている。
出力電圧V0は信号電圧Vssに関連した直流電圧
であるので、これと励磁電流に関連した電圧との
積をとつた電圧は微分状の雑音を含まず、信号電
圧と同じ波形となる。従つて、差動増幅器25で
出力Vsと乗算回路20の出力との差をとると第
2図ロに示す様な微分状の雑音Vsoだけが差動増
幅器25の出力VDとして得られる。このため、
差動増幅回路26の出力V0′として雑音Vsoが除
去された電圧が得られ、信号電圧Vssに対応する
出力電圧V0が復調回路23の出力端に得られる。
以上の動作につき伝達関数を用いて更に詳細に
説明する。
前置増幅器14の出力Vsは磁界Bを流速vで
変調して得られるので、その伝達関数をg(s)とす
れば、 Vs(s)=g(s)v(s) (1) となる。また、復調回路23の伝達関数をh(s)、
Cを定数とすれば出力電圧V0の電圧関数V0(s)は、
(1)式を用いて V0(s)=h(s)Vs(s)=h(s)g(s)v(s) =C・v(s) (2) となる。
混入する雑音の伝達関数をVso(s)、差動増幅器
25の増幅率をα、乗算回路20の伝達関数をk
(s)、遅延回路24の伝達関数e-s(τ:サンプル
周期)として全体の伝達関数を示せば第3図に示
すブロツク図が得られる。このブロツク図に基づ
いて全体を式で表わせば次の様になる。
h(s){Vs(s)+Vso(s)−α(Vs(s)+Vso(s) −k(s)e-sV0(s))}=V0(s) (3) ここで、(1)式とC=h(s)g(s)の関係を用い、更
にh(s)k(s)=1なる関係になる様に復調回路2
3、遅延回路24の回路定数を選定し、実空間に
戻すと下記の差分式を得る。
V0(t)−αV0(t−Δt) =C(1−α)v(t)+ (1−α)h〜{Vso(t)} (4) ここで、h〜はhの実空間上の関数である。この
差分方程式を0<α<1の条件でV0(t)について
解くと次式となる。
V0(t)=C(1−α)〓 〓M=0 αM・v(t−M・Δt)+(1−α)〓 〓M=0 αMh〜{Vso(t−M・Δt)} (5) この式で、Mはサンプル周期Δtの整数倍を表
わす数値であり、M=1は1つ前のサンプル周期
を用いる場合を示す。
ここで、仮にv(t−M・Δt)=vC(一定)とす
ると(5)式は V0(t)=C・vC+(1−α)〓 〓M=1 αMh〜{Vso(t−M・Δt)} (6) となり、出力電圧V0(t)は流速vに比例した出力
を出している。また、雑音に関しては、α=0.95
〜0.99前後の値をとることにより、1/100〜1/20
程度に減衰される。
<考案の効果> 以上、実施例と共に具体的に説明した様に本考
案によれば、微分状のスパイク雑音を1/20〜1/10
0の如く大幅に減衰させ得るので、これ等の雑音
により増幅器・復調回路(含、サンプル回路、整
流回路)などが飽和するのを容易に防ぐことがで
きる。また雑音の発生状況に応じて雑音除去率を
容易に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示す実施例の各部の波形を示す
波形図、第3図は第1図に示す実施例を伝達関数
で表示したブロツク図、第4図は従来の電磁流量
計の構成を示すブロツク図、第5図は微分状のス
パイク雑音の波形を示す波形図である。 11a,11b……電極、12a,12b……
励磁コイル、13……励磁回路、14……前置増
幅器、20……乗算回路、23……復調回路、2
4……遅延回路、25……差動増幅器、26……
差動増幅回路、27……タイミング発生回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 励磁回路から励磁電流が励磁コイルに供給され
    て発生する磁界が被測定流体に印加されこれによ
    り電極間に発生する電圧を信号処理回路で信号処
    理して前記被測定流体の流量に対応する出力電圧
    として出力する電磁流量計において、前記信号処
    理回路は、 前記電極間に発生する電圧を所定の増幅率で増
    幅する前置増幅器と、前記出力電圧を所定期間の
    あいだ遅らせる遅延手段と、この遅延手段の出力
    に関連した電圧と前記前置増幅器の出力との差を
    1未満の増幅率で演算する第1演算手段と、この
    第1演算手段の出力と前記前置増幅器の出力との
    差を演算する第2演算手段と、この第2演算手段
    の出力を復調する復調手段とを具備することを特
    徴とする電磁流量計。
JP11056285U 1985-07-19 1985-07-19 Expired - Lifetime JPH0524187Y2 (ja)

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JP11056285U JPH0524187Y2 (ja) 1985-07-19 1985-07-19

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JPS6220321U JPS6220321U (ja) 1987-02-06
JPH0524187Y2 true JPH0524187Y2 (ja) 1993-06-21

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