JPH0625683B2

JPH0625683B2 - 磁気誘導流量の測定方法及び滋気誘導流量計

Info

Publication number: JPH0625683B2
Application number: JP1220107A
Authority: JP
Inventors: マックスハンセンヘニング; ヴルフヴォスフランズ
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: NL192751B; GB2222263A; SE503015C2; FR2635863A1; IT8967722A0; GB8919382D0; CA1327901C; DE3829063C2; FR2635863B1; SE8902554L; DE3829063A1; CH679073A5; JPH02107922A; ES2014887A6; AU624853B2; NL192751C; BE1003049A3; DK389289D0; SE8902554D0; IT1233181B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は周期的に交番する区分的に一定の磁界によって
行なわれる測定が、半周期毎の区分で処理される磁気誘
導流量の測定方法及び、磁界を生成するコイルと、磁界
制御回路と、磁界及び流れ方向とほぼ垂直な電極配列
と、電極配列に接続された増幅器と、評価回路とから成
る磁気誘導流量計、特に前記方法を実施するための流量
計に関する。

流量計の機能テスト又はその測定コンバータ検出の継続
期間変更のテスト又は校正を実施するために、電極配列
による測定の代りにシミュレート信号を利用することは
公知である。この信号を生成するシミュレータはセット
又は保守目的だけのために使用される外部装置でもよ
い。しかし、測定コンバータ内にシミュレータを組込ん
で、シミュレータ動作に切換えるだけで機能テスト又は
校正を行なうことができる構成も公知である。しかし、
シミュレータ動作中、電極配列と測定コンバータの間の
接続はしゃ断され、又は測定にシミュレート信号が重な
ってしまう。その結果、流量測定の妨害又は中断するこ
となしではシミュレータを用いて正規の機能テストを行
なうことができない。DE-PS 33 03 017 号から、テスト
信号を所望値と比較するため、測定信号とテスト信号と
を交番でコンバータに接続することが公知である。しか
し、この方法は、あき期間が生じ、それによって、特に
小量の流量を測定する場合、かなりの誤差が生じること
があるという欠点を有している。

DE-OS 35 37 752 号は、測定信号走査期間中の各半周期
で信号電圧を走査し、且つ走査によって得られた信号を
記憶する方法を開示している。同じ半周期内の各測定信
号走査期間に続く補償期間中に、測定信号に重ねられた
干渉ＤＣ電圧を補償するため、信号電圧を走査し且つ記
憶するため補償電圧が生成される。補償電圧は補償期間
内の信号電圧をゼロの値に補償する。補償電圧は次の補
償期間まで記憶され、信号電圧に重ねられる。同一の半
周期内の各補償期間に続く走査修正期間中に、信号電圧
は再度走査され、且つそれによって得られた信号値が同
様に記憶される。有用な信号値を得るため、先ず、異な
る半期間での２つの補償期間の間に得られた記憶された
信号値の差が形成され、次に同様にして得られた微分値
間の差が形成される。このようなシステムは干渉電圧を
抑制するに過ぎない。しかし時間及び温度の流動中に出
現する測定コンバータの誤差はこのシステムによっては
認識も修正もされない。

DE-OS 35 37 752 号の機構の別の問題点は、信号値が４
つの並列の記憶域内に蓄積されることである。それによ
る欠点は、一つの量が他の量に対して変化するので、わ
ずかな時間及び温度の変動のうちの一方又は双方が生じ
ただけで、計算された出力値に誤差が生じることであ
る。

本発明の課題は、温度及び時間の一方又は双方の変動に
よる測定コンバータの部品が及ぼす出力値への影響を実
質的に最小限にする方法を提供することである。

この課題は、区分的に一定のシミュレート量が、磁界と
同期的に変化するように生成され、且つ、測定が処理さ
れるのと同様に、測定と交番で各々の半周期の別の区分
で処理されて出力値が形成されることによる前記の方法
によって解決される。

コイル内の磁界が変化すると、コイルのインダクタンス
によって安定状態に達するまで幾分時間がかかる。この
時間の間、流れが一定でも磁界の変化により電極出力信
号は一定ではないので、この時間の間、電極配列の出力
信号は測定用には利用できない。測定の代りに、測定を
妨害したり、あき期間を生じることなくシミュレート量
を生成し。処理することが可能である。シミュレート量
は測定と同様に処理されることから、測定コンバータの
構成部品又は評価回路の遅い時間離脱を検出することが
できる。何故ならば、シミュレーション量は測定の場合
と同様に影響されるからである。

シミュレート量を処理するには多様な方法が可能であ
る。測定又はその出力値をシミュレート量又はその出力
値と比較することは好適である。そのため、評価回路の
校正又は再校正用にシミュレータを用いることは公知で
あった。このことは通例では、シミュレータの動作中
に、出力値が所望値の範囲内の特定の限度内にセットさ
れるまで測定コンバータ及び評価回路を調整することに
よって行なわれる。しかし、この方法では、評価回路又
は測定コンバータの継続期間が変化した場合は校正用の
限界状態の変化を避けることができず、その結果、誤っ
た測定結果をまねくことがあった。本発明によれば、校
正は測定中にシミュレート量と測定とを比較することに
よって行なわれる。それによって評価回路に至るまでの
測定コンバータの構成部品の値の時間による変化が補償
される。

測定とシミュレート量は処理後に比較されることが有利
である。それによって、時間及び温度変動を受ける全て
の素子を確実に測定及びシミュレート量が通過する。し
たがって全ての変化を永久的構成に組込むことができ
る。

前記の種類の方法における課題の別の解決方法では、測
定の連続的な出力値及び場合によってはシミュレート量
は連続的な記憶位置に逐次記憶される。測定又はシミュ
レート量の新たな出力値が生成されると、現存する出力
値は次に続く記憶位置に記憶され、且つ少なくとも２つ
の記憶位置の内容を利用して評価が行なわれる。評価は
通常、コンピュータ又は処理装置によって行なわれる。
走査される値は連続的に出現するので、これらの値は互
いに処理可能になるまで記憶される必要がある。DE-OS
35 37 752 号で公知のような並列の４つの記憶域の代り
に、この発明の方法では、量は直列に記憶されるので、
それぞれの測定は各記憶位置と接触する。それによっ
て、記憶域内の変化は確実に全ての測定に作用するの
で、測定間の比率は変化せずに保たれる。

測定とシミュレート量の出力値は好適に記憶位置から別
個に読出され、且つ別個に処理される。それによって測
定及びシミュレート量は同様にして、同じ条件下で処理
され時間的にわずかな偏移がともなうだけである。

好適な実施例では、測定又はシミュレート量の少なくと
も３つの連続する出力値が記憶され、その後、共に処理
される。磁気誘導流量計の周知の問題点は、測定のＤＣ
電圧レベルが緩速に、又は急激に変化することがあるこ
とであるえ。このことによって、逆磁界により生成され
る測定の正と負の半周期の差が変化するので、流量の評
価に誤差が生じる。この誤差は、測定を、先行する半周
期と後続の半周期からの２つの測定の和と比較すること
によってほぼ除去することができる。

処理量が第２出力値の２倍と、第１及び第３の出力値の
和との差から処理量が形成されると好適である。それに
よって好適な平均値算出が達成され、従って、測定のＤ
Ｃ電圧レベルの変化は十分な正確さで除去することがで
きる。この原理に基づいて、複数の記憶位置を利用すれ
ば多数の測定を互いに比較することができる。

測定の出力値の処理量の比率と、シミュレート量の出力
値の処理量の比率に比例して流量が形成されるととくに
有利である。このようにして、簡単に永久的な校正を達
成することができる。場合によって生じる評価回路の何
らかの破壊によっても測定及びシミュレート量が影響さ
れる。しかし、２つの量の比率は基本的に変化しないま
まなので、常に正確な流量測定が保証される。シミュレ
ート量に対応する測定用に、通常どれだけの流れが生成
されなければならないかは公知であるので、このように
して形成された商は定係数で乗算されて流量に関する正
確な表示を得ることができる。

好適にパルス幅変調されたパルスを処理量から得ること
ができる。パルス幅変調は測定へのノイズ電圧及び他の
破壊要因に対して比較的強い。パルス幅は容易に処理す
ることができる。比較的正確な時間サイクルベースだけ
が必要である。しかし、このようなベースは事実上全て
の評価ユニット、とくにプロセッサを有する評価ユニッ
トで得ることができる。

流量を４つの連続するパルスを介して形成することが好
適であり、流量は第２と第４のパルスとのパルス幅の差
と、第１と第３のパルスとのパルス幅の差との商と比例
する。それによって比較的簡単に評価が得られる。

好適な実施例では、シミュレート量は半周期よりも大き
い第１区分にわたって一定の第１入力値を帯び、且つ半
周期よりも小さい第２区分にわたって一定の第２入力値
を帯び、測定信号測定周期と、シミュレート信号測定周
期との間に２つの入力値の変化が存在する。シミュレー
ト量の入力値の変更の時点は、それがシミュレート信号
周期と測定信号測定周期との間にあるように選択される
ので、切換え中に出現するどのような干渉電圧があった
としても測定された値を干渉しない。シミュレート量は
半周期中の1/4周期だけで走査されるので、シミュレー
ト量は例えば、正の領域にて1/4周期の継続期間のパル
ス幅を有し、又、負の領域にて1/4周期の継続期間のパ
ルス幅を有するようにも形成することができる。

このようにしてシミュレート量はより長い周期にわたっ
て一定であり、それによって、電極配列が外部からの影
響に極めて敏感に反応する場合に決定的な利点が得られ
る。

シミュレート量の第２入力値が第１又は第２半周期のい
ずれかで周期的な交番で生成されると極めて有利であ
る。流れを計算する際、シミュレートが測定と同位相で
あるか、すなわち測定が同様に正の領域にある場合に正
であるか、又は１８０゜の移相、すなわち測定が負の領
域にある場合に正の領域にあるか、には基本的には差は
ない。しかし、シミュレート量が評価回路又は測定コン
バータに影響を及ぼすという問題が生じ得る。第一の場
合、すなわち、シミュレート量と測定が同じ位相を有し
ている場合は、影響を受けるのは主として正の流量測定
周期であり、一方、第２の場合は、影響を受けるのは主
として負の測定周期である。この誤差をなくするため、
生じ得る２つの場合を周期的に変化させて、それによっ
て生じ得る誤差を相互に相殺する。

別の好適な処理方法では、シミュレート量の出力値は好
適に所望値と比較される。それによってコンバータ又は
評価回路の正しい機能を継続的に制御することができ
る。

シミュレート量の出力値が所望値と所定の値だは離反し
た場合にアラームが起動されることが好適である。これ
は特にコンピュータ測定の場合に望ましい。

本発明の別の課題は、磁気誘導流量計の構成部品が出力
値に及ぼす温度及び時間変動の双方又は一方の影響を大
幅に低減することである。

前期の課題はシミュレート量を生成するためのシミュレ
ート信号発生器を備え、前記発生器は切換えスイッチの
一つの入力に接続され、増幅器が切換えスイッチの別の
入力に接続され、且つ切換えスイッチの出口が評価回路
に接続された構成の磁気誘導流量計によって解決され
る。

この流量計によって、測定とシミュレート量との間の変
化を容易に検出することができるので、両方を同一の評
価回路によって評価することができる。

好適な実施例では、流量計のサイクル発生器が磁界制御
回路及びシミュレート信号発生器に第１パルスすなわち
第１サイクルの周波数を供給し、且つ切換えスイッチに
２倍の高さのサイクル周波数の第２パルスを供給する。
サイクルパルスが出現すると、磁界制御回路は磁界の方
向を反転し、シミュレート信号発生器は所定の第１入力
値と所定の第２入力値との間のシミュレート量を変更
し、且つ切換えスイッチが切換わる。「サイクルパルス
の出現」とは、このようなパルスの上昇又は下降フラン
クを意味している。このように、切換えスイッチは各半
周期中に、シミュレート量と測定との間の２往復して切
換え、シミュレート量と測定は各周期中に２つの値の間
で２度切換わる。それによって各半周期中にシミュレー
ト量は一度、又、測定も一度走査され且つ処理される。

評価回路は好適に積分器を備えており、この積分器は切
換えスイッチの出口に接続され、且つ第２サイクルパル
スの各々の負と各々の正のフランクによって、初期値よ
りセットされる。積分器は干渉ノイズ電圧を大幅に除去
する。積分器は第２サイクルパルスによってその初期値
にリセットされることにより、すなわち、切換えスイッ
チの各切換え中に、1/4周期中に測定とシミュレート量
を別個に積分する。

好適な実施例では、評価回路は、切換えスイッチの出力
と、積分器の入力との間に配設された周波数準拠の減衰
素子を備えている。従って積分器の動作は選択された測
定周波数とは独立している。測定周波数を半分にする
と、信号レベルは減衰装置によって半減される。

評価回路は好適に少なくとも２つの記憶位置を有し、積
分器の出力に接続され、且つ、第２パルスが出現する
と、第１記憶位置に積分器出力の実際値を記憶し且つ全
ての記憶位置の従来の内容を１つの記憶位置ぶんだけ変
位するシフトレジスタを備えている。それによって交番
測定を正と負の半周期の間の差を時間平均することに起
因する誤差を除去するための充分な測定が得られる。

シフトレジスタが５つの記憶位置を有することがとくに
好適である。測定とシミュレート量は交番で走査される
ので、シフトレジスタの内容は常にシミュレート量−測
定−シミュレート量−測定−シミュレート量、又は、測
定−シミュレート量−測定−シミュレート量−測定、で
ある。個々の量は時間変位された測定から生起されたも
のである。従って、時間平均を得るため、測定及びシミ
ュレート量のための充分な数の値が存在する。

加算回路は好適にシフトレジスタに接続され、第１と第
５の記憶位置の内容の総和と、第３の記憶位置の内容の
２倍との差が形成される。

評価回路が、積分器の出力値から得られた量から、量に
応じたパルス幅を有する評価パルスを形成するパルス幅
変調装置を備えていることが好適である。パルス幅変調
信号は、再処理が比較的簡単である。パルスの継続期間
を測定可能であるためには適切な高分解能の時間ベース
が得られるだけでよい。それによって、ほとんど干渉な
く、アナログ／デジタル変換が可能になる。

流量計は好適に４つの群内の評価パルスを相関し、且つ
第２と第４のパルスの幅と、第１と第３のパルスの幅と
の差の商に比例する流れを算定するコンピュータを備え
ている。

次に本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は管１を流れ流体の流れを測定する磁気誘導流量
計を示している。磁気制御回路４はコイル２に接続さ
れ、コイル２は本発明では２つのコイル半部２ａ及び２
ｂから形成され、且つ流れ方向に対して垂直な磁界を管
１内に生成する。流れ方向とほぼ垂直に、又、コイル２
によって生成される磁界の方向に垂直に、増幅器５に接
続された電極配列３が配されている。この電極配列３は
公知の方法で磁界及び流体の流れによって生成される電
流量を測定する。増幅器５の出力は最終値選択回路３８
に接続され、該回路によってユーザーは所望の最終値を
セットすることができる。この回路３８は切換えスイッ
チ８の入力に接続されている。切換えスイッチ８の別の
入力はシミュレート信号発生器７に接続されている。シ
ミュレート信号発生器７は同期回路６に接続され、この
同期回路はサイクル発生器２５によって制御され、且つ
電極配列３の走査周波数を、磁気制御回路４の磁化周波
数と同期化される。切換えスイッチ８の出力は評価回路
９に接続されている。

評価回路９は積分器１２を備えており、この積分器の入
力は周波数準拠減衰素子１１介して切換えスイッチ８の
出力に接続されている。周波数準拠減衰素子１１は、切
換えスイッチ８が切換える周波数に比例して積分器１２
の入力レベルを減衰する。すなわち、周波数が半分のと
きは、積分器１２の入力レベルも同様に半分である。そ
れによって積分器出力の下流の回路部品の過制御が回避
される。積分器１２の出力は５つの記憶位置１４乃至１
８を有するシフトレジスタに接続されている。第１の記
憶位置１４及び第５の記憶位置１８は加算回路２０の反
転入力に接続され、一方、第３の記憶位置１６は、第３
の記憶位置１６の内容の値を二倍にする乗算器１９によ
って加算回路２０の正の入力に接続されている。このよ
うにして加算回路２０は第３の記憶位置の内容の２倍か
ら、第１と第５の記憶位置の内容の総和を減じた差が形
成される。

加算回路２０は第２切換えスイッチのひとつの入力に接
続されている。第２切換えスイッチ２１の第２入力は基
準信号発生器２２に接続されている。第２切換えスイッ
チ２１の出力は、デュアルスロープ積分器及びパルス幅
変調器２３に接続されており、該変調器の出力はマイク
ロプロセッサ２４の入力に接続されている。このデュア
ルスロープ積分器は所定の期間にわたって加算回路２０
によって供給される値を積分する。初期値として所定の
継続期間の終端に達する値を利用して、積分器は基準信
号発生器によって供給される一定の電圧で別の方向で積
分するので、２つのフランクが基本的に異なる傾斜を有
する三角信号が得られる。パルス幅変調器は、積分器
が、第１の所定の継続期間の終端で達する初期値から再
度ゼロに積分するのに必要な時間を判定する。

流量計は更にサイクル生成回路１０を備えている。サイ
クル発生器２５は第２切換えスイッチ２１及びデュアル
スロープ積分器及びパルス幅変調器２３に接続されてい
る。第２切換えスイッチ２１は、各サイクルパルスの出
現で切換わり、一方、デュアルスロープ積分器及びパル
ス幅変調器２３は各サイクルパルスの出現でその集積方
向を切換える。サイクル発生器２５は更に分割器２６に
接続され、分割器２６は一方でサイクル周波数を因数２
で分割し且つこの半分に分割されたサイクル周波数を切
換えスイッチ８及びシフトレジスタ１３に伝送し、他
方、サイクル周波数を因数４で分割し、この周波数を磁
気制御回路４に伝送する。サイクルパルスが出現する
と、磁気制御回路４はコイル２内の磁界を反転し、且
つ、シミュレート信号発生器７は第１の所定値を第２の
所定値へと、又、この逆へと切換える。切換えスイッチ
８は測定とシミュレート量との間を切換える。サイクル
発生器２５は更にパルス形成器２７に接続され、このパ
ルス形成器はサイクル信号の各上昇フランク毎に、積分
器１２をその初期値へとリセットするパルスを発生す
る。

第２図は積分器１２と加算回路２０の構造を示してい
る。電極３から来る信号は増幅器５内で増幅され、その
増幅率は外部からインピーダンスＺによって調整可能で
ある。増幅器５の出力信号は最終値選択回路３８を経て
マルチプレクサから成ることができる切換えスイッチ８
に送られる。

切換えスイッチ８の出力に接続された積分器は、演算増
幅器２８と、抵抗ＲとコンデンサＣから形成されてい
る。パルス形成回路２８からのリセットパルスが出現す
ると、コンデンサＣは短絡し、積分器の出力はゼロにセ
ットされる。周波数準拠素子11は明解にするため第２図
では省略されている。

シフトレジスタ１３は入力３７における各サイクルパル
ス用に記憶位置の内容を１つだけ右にシフトする。積分
器１２の瞬間的な出力値は記憶位置１４内に保持され
る。第１記憶位置１４の出力と、第５記憶位置１８の出
力は抵抗Ｒを介して演算増幅器２９の反転入力に接続さ
れ、前記演算増幅器の戻り線には同サイズの抵抗Ｒが配
設されている。第３記憶位置１６の出力は同一の抵抗Ｒ
を介して演算増幅器２９の非反転入力に接続されてい
る。演算増幅器２９の非反転入力と、アースとの間に
は、サイズが二倍の抵抗Ｒが配されている。それによっ
て加算回路が形成され、この加算回路は第３記憶位置１
６の内容の二倍から、第１記憶位置１４と第５記憶位置
１８の内容の総和を減じる。第１、第３及び第５の記憶
位置１４、１６及び１８が測定又はシミュレート量を測
定するとき、第２及び第４の記憶位置１５及び１７はそ
れぞれシミュレート量又は測定値を記憶する。このよう
にして、加算回路２０は常に、同種類の量だけを相互結
合する。

第３図はシミュレート信号発生器の簡単な実施例を示し
ている。基準電圧源３５は分圧器Ｒ_１、Ｒ_２によってア
ースに接続されている。シミュレート量は第２抵抗Ｒ２
を横切って誘導される。この目的のため、切換えスイッ
チ３６はシミュレート信号発生器の出力をＲ_１及びＲ_２
の接合部と、アースとの間を往復して切換える。シミュ
レート量は従って、その２つの値が例えば０Ｖと５ｍＶ
である方形信号である。勿論、シミュレート信号発生器
を、シミュレート量がゼロ軸に対称に配分されるように
構成することも考えられる。しかし、積分器１２に続く
加算回路２０が偏位電圧を除去し、重要であるのはシミ
ュレート量の２つの値間の差だけであるので、さほど意
味がない。

第４図は第１図及び第２図のいくつかの機能信号の進路
を示している。第１図では、それぞれの信号用の導体に
は対応する線の文字を符してある。

サイクル発生器２５は第４図ａに示された第１サイクル
パルスを生成する。このサイクル信号から、リセットパ
ルス（第４図ｅ）はサイクルパルスの各上昇フランク毎
にパルス形成器２７内で生成される。第２サイクルパル
ス（第４図ｂ）は第１サイクルパルスａのサイクル周波
数の半分の周波数を有している。シミュレート信号（第
４図ｃ）は本実施例では、測定信号と同期した正の方形
電圧の形状を呈している。（第４図ｄ）第４図ｆは積分
器の出力電圧を示している。第４図ｇは加算回路２０の
出力電圧を示している。この出力電圧は、シフトレジス
タ１３の記憶位置１４乃至１８が特定の時点で積分器１
２の出力値を保持しており、且つ新たなサイクルパルス
の出現によってのみ変化するので、区分的に一定であ
る。第４図ｈはデュアルスロープ積分器の出力を示し、
第４図ｉはマイクロプロセッサ２４によって供給される
パルス幅変調パルスを示している。

第１の1/4周期中、積分器１２はスイッチ８を介してシ
ミュレート信号発生器７に接続されている。この1/4周
期内の高電圧の正のシミュレート量（第４図ｃ）によっ
て、積分器の出力電圧は、積分器がリセットパルスによ
って再度ゼロにセットし直されるまで比較的高い値に上
昇する。（第４図ｅ）次の1/4周期中、積分器１２はス
イッチ８を介して測定に接続される。（第４図ｄ）この
量の値は本実施例では先行するシミュレート量よりも小
さい正の値であり、電圧がリセットパルスによって再度
ゼロまでセットされるまで、集積器１２を比較的小さい
電圧へと上昇させる。（第４図ｅ）次の1/4周期中、積
分器はシミュレート信号発生器７に再度接続され、この
信号発生器がこんどは低い正電圧を供給し、これが再び
積分器出力にて比較的小さい正の電圧を誘発する。最後
の1/4周期中、積分器１２は再び測定に接続され、これ
は第２の1/4周期と比較して磁界が逆であるので、負で
あり、従って、積分器１２の出力値は負の値に上昇す
る。積分器１２の図示した出力値（第４図ｆ）は非反転
積分器からの出力値である。第２図に示した逆転積分器
を利用すると、積分器の出力値は逆の符号を有してい
る。第４図ｄに示された測定信号は、干渉電圧又は直流
レベルの変位がない理想的な測定電圧である。しかし、
実際の測定信号には常に干渉電圧が重なり、これは実際
の測定電圧よりも１０００倍も高いことがある。このた
め、図示された積分信号（第４図ｆ）も又、理想化され
た表現である。実際には個々の電圧の間にはずっと大き
い差がある。その結果、この積分信号は、アナログ／デ
ジタル変換中に情報の重要部分を損失することなしには
デジタル信号に直接変換することができない。

切換えスイッチ８が切換わる毎に、積分器１２はリセッ
トパルスによってゼロにリセットされる。同時に、積分
器１２によって到達された出力値はシフトレジスタ１３
の第１記憶位置１４に記憶され、一方、従来記憶された
内容は１つの記憶位置ぶんだけ右にシフトされる。従っ
て、これらの値だけが加算回路２０に供給され、これら
は切換えスイッチ８の切換え周期の半分の期間中、一定
である。デュアルスロープ積分器２３はこの周期の半分
にわたって加算回路２０の出力電圧を積分する。この周
期の終りに、第２切換えスイッチ２１が切換わり、これ
によって積分器は規準信号発生器２２の一定電圧と共に
降下電圧を生成する。積分器２３が降下フランクを生成
する期間はパルス幅変調器２３の出力に現われるパルス
の幅の尺度である。デュアルスロープ積分器の入力電圧
が低いほど、積分器の出力電圧を再度ゼロに戻すために
基準信号発生器２２の電圧に必要な時間は少なく、パル
ス幅変調器２３の出力におけるパルスは狭くなる。

異なる幅を有するパルスはマイクロプロセッサ２４に送
られ、このマイクロプロセッサはパルス幅Ｗ_４とパルス
幅Ｗ_２との差と、パルス幅Ｗ_３とパルス幅Ｗ_１との差と
の商から流量を判定する。この商は、真の流量を得るた
めには定数で乗算するだけでよい。

第１図の流量計はサイクル発生器２５の一定のサイクル
周波数にて動作される。第５図はサイクルパルス生成回
路１０の別の実施例を示している。サイクル発生器２５
のサイクルは固定分割器２６を通ってではなく、分割器
３０を通って選択器回路３１へと伝送される。例えば回
路 CMOS 4520によって構成できる分割器３０は２、４及
び８でサイクル周波数を分割する。例えばマルチプレク
サ CMOS 4052によって構成できる選択回路３１には従っ
て、１：２：４：８の比率の周波数の４つのサイクル信
号が供給される。量Ａ_０及びＡ_１によって、出口Ｑにど
の周波数が現れるかを選択することができる。それによ
ってスイッチ８の切換え周波数及び、ひいては磁気制御
回路及びシミュレート信号発生器の周期を、異なる要求
に適合させることができる。選択された周波数は２つの
量Ａ_０及びＡ_１によって決定される。両方の周波数がゼ
ロである場合は、サイクル発生器２５の出力信号ＣＰの
周波数は直接、選択回路３１の出口Ｑに到達する。Ａ_０
＝１、Ａ_１＝０の場合は周波数は２分割され、Ａ_０＝
０、Ａ_１＝１の場合は４分割され、又、双方の量が１で
ある場合は８分割される。信号Ｑはパルス形成器２７に
直接伝送され、このパルス形成器は信号Ｑの各上昇フラ
ンク毎にリセット信号Ｒを生成する。信号Ｑは分割器３
２内で２分割される。出力信号Ｑ１２は切換えスイッチ
８に送られる。分割器３２は同様に信号Ｑを因数４で分
割し、且つ、出力信号Ｑ１４を磁気制御回路４に誘導す
る。

このようにして選択され得る異なるサイクル周波数によ
って、磁化周波数ごとに異なる値を用い、それによって
流量計の時間定数を変更することができる。シミュレー
ト周波数は磁化周波数に適応されるので、このように異
なる磁化周波数で、流量計を動作させることができる。

第１図の回路及び第４図の信号コースの場合は、シミュ
レート量は半周期にわたって常に一定に保っているが、
これとは対照的に、シミュレート信号発生器はこの実施
例では別個に制御される。シミュレート量は第１と第３
の1/4周期毎にだけ走査されるので、シミュレート信号
は１つの値の1/4周期だけのパルス幅及び別の値の3/4周
期のパルス幅を有することができる。例えば、1/4周期
では５ｍＶの第３図の信号を生成し、一方、3/4周期で
は値０Ｖを生成することができる。流量を計算するた
め、シミュレート量が測定と同位相であるか１８０゜変
位されているかは、基本的に相異はない。このシミュレ
ート制御信号を生成するには、分割器３２は信号Ｑ１４
だけではなく逆信号14をも生成する。論理回路３３を
用いて、次に第２信号が全て省略されている信号Ｕに対
応する信号が生成される。

磁気制御信号Ｍと同位相の信号の場合は、ゲート３３の
２つの出力導線の１つが使用され、一方、別の場合は他
の導線が使用される。最終的にどの信号が使用されるか
については、量Ａ_２に応じて選択回路３４で決定され
る。

第６図は４つの異なる動作様式での磁気制御信号Ｍ及び
切換え制御信号Ｕ及び２つの異なる動作様式でのシミュ
レート制御信号Ｓとリセット信号Ｒの信号コースを示し
ている。

Ａ_２＝０の場合は、シミュレート制御信号Ｓは磁気制御
信号Ｍと同位相である。Ａ_２＝１の場合は信号は１８０
゜変位されている。シミュレート制御信号及びシミュレ
ート量が電極配列又は積分器に影響を及ぼすと問題が生
じる場合がある。

Ａ_２＝０のシミュレータ制御を使用した場合は、このこ
とは、主に正の流量測定周期が影響されており、一方、
別の動作態様（Ａ_２＝１）の場合は主に負の測定周期が
影響されていることを意味している。この誤差を除去す
るため、誤差が互いに相殺することに寄与するため、２
つのシミュレータ制御を周期的に交番させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気誘導流量計を示す回路図である。第２図は流量計の一部を詳細に示す回路図である。第３図はシミュレート信号発生器の一実施例を示す回路
図である。第４図は第１図の流量計の異なる位置での信号の性質を
示す波形図である。第５図はサイクル生成装置の別の実施例を示す回路図で
ある。第６図は第４図のサイクル生成装置の量のタイムダイヤ
グラムを示す図である。図中符号：１……管、２……コイル３……電極配列、４……磁気制御回路５……増幅器、６……同期回路７……シミュレート信号発生器８……切換えスイッチ、９……評価回路１０……サイクル生成回路１１……減衰装置、１２……積分器１３……シフトレジスタ１４〜１８……記憶位置１９……マルチプレクサ２０……加算回路、２１……切換えスイッチ２２……基準信号発生器、２３……パルス幅変調器２４……マイクロプロセッサ２５……サイクル発生器、２６……分割器２７……パルス形成器、２８……演算増幅器２９……演算増幅器、３０……分割器３１……選択回路、３２……分割器３３……論理回路、３４……選択回路３７……入力Ｒ_１、Ｒ_２……抵抗Ｃ……コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期的に交番する区分的に一定の磁界によ
って行なわれる測定が半周期毎の区分で処理される磁気
誘導流量の測定方法において、区分的に一定のシミュレ
ート量が磁界と同期的に変化するように生成され、且
つ、測定が処理されるのと同様に、測定と交番で各々の
半周期の別の区分で処理されて出力値が形成されること
を特徴とする方法。
【請求項２】測定又はその出力値がシミュレート量又は
その出力値と比較されることを特徴とする請求項１記載
の方法。
【請求項３】測定及びシミュレート量は処理の後に比較
されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】周期的に交番する区分的に一定の磁界によ
って行なわれる測定が半周期毎の区分で処理される磁気
誘導流量の測定方法、とくに請求項１乃至３に記載の方
法において、測定及び場合によってはシミュレート量の
連続出力値が連続的な記憶位置に逐次記憶され、その
際、測定又はシミュレート量の新たな出力値が生成され
ると、現存する出力値は次に続く記憶位置に記憶され、
且つ、少なくとも２つの記憶位置の内容を利用して評価
が行なわれることを特徴とする方法。
【請求項５】測定及びシミュレート量の出力値は記憶位
置から別個に読出され且つ別個に処理されることを特徴
とする請求項１乃至４記載の方法。
【請求項６】測定又はシミュレート量の少なくとも３つ
の連続する出力値が記憶され、次に共に処理されること
を特徴とする請求項１乃至５記載の方法。
【請求項７】処理された量は第２の出力値の２倍と、第
１及び第３の出力値の和との差から形成されることを特
徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】流量は測定の出力値から処理された量の比
率と、シミュレート量の出力値からの処理された量の比
率に比例して形成されることを特徴とする請求項６又は
７記載の方法。
【請求項９】パルス幅変調されたパルスが処理された量
から得られることを特徴とする請求項６乃至８記載の方
法。
【請求項１０】流量は４つの連続するパルスを介して形
成され、流量は第２と第４のパルスのパルス幅の差と、
第１と第３のパルスのパルス幅の差の商に比例すること
を特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】シミュレート量は半周期よりも大きい第
１区分にわたって一定の第１入力値を帯び、且つ半周期
よりも小さい第２区分にわたって一定の第２入力値を帯
び、測定信号測定周期と、シミュレート信号測定周期と
の間に２つの入力値間の変化が存在することを特徴とす
る請求項１乃至１０記載の方法。
【請求項１２】シミュレート量の第２入力値は第１又は
第２半周期のいずれかで周期的に交番で生成されること
を特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】シミュレート量の出力値が所望値と比較
されることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載
の方法。
【請求項１４】シミュレート量の出力値が所望値と所定
の値だけ相異しているとアラームが起動することを特徴
とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】磁気誘導流量計、とくに請求項１乃至１
４の１つに記載の方法を実施するための磁気誘導流量計
であって、磁界を生成するコイルと、コイルに接続され
た磁界制御回路と、磁界及び流れ方向とほぼ垂直な電極
配列と、電極配列に接続された増幅器と、評価回路とか
ら成る磁気誘導流量計において、シミュレート量を生成
するためのシミュレート信号発生器７を備え、この発生
器は切換えスイッチ８の１つの入口に接続され、増幅器
５は切換えスイッチ８の別の入口に接続され、且つ切換
えスイッチ８の出口は評価回路９に接続されたことを特
徴とする磁気誘導流量計。
【請求項１６】磁界制御回路４とシミュレート信号発生
器７に第１サイクル周波数の第１パルスを供給し、且つ
切換えスイッチ８に大きさが２倍である第２サイクル周
波数の第２パルスを供給するサイクル発生器２５を備
え、サイクルパルスが出現すると、磁界制御回路４が磁
界の方向を反転し、シミュレート信号発生器７は所定の
第１入力値と所定の第２入力値との間のシミュレート量
を変更し、且つ切換えスイッチ８が切換わることを特徴
とする請求項１５記載の流量計。
【請求項１７】評価回路９は切換えスイッチ８の出口に
接続され、且つ、第２サイクルパルスのそれぞれの負及
びそれぞれの正のフランクによってその初期値にリセッ
トされる積分器１２を備えたことを特徴とする請求項１
５又は１６記載の流量計。
【請求項１８】評価回路９は切換えスイッチ８の出口と
積分器１２の入口との間に配設された周波数準拠の減衰
素子１１を備えたことを特徴とする請求項１７記載の流
量計。
【請求項１９】評価回路９は少なくとも２つの記憶位置
１４乃至１８を有していて、積分器１２の出力に接続さ
れたシフトレジスタ１３を備え、第２パルスが出現する
と第１記憶位置１４内に積分器の出力値を記憶し、且つ
全ての記憶位置１４乃至１８の以前の内容を１つの記憶
位置１４乃至１８だけ前進させることを特徴とする請求
項１５乃至１８の１つに記載の流量計。
【請求項２０】シフトレジスタ１３は５つの記憶位置１
４乃至１８を備えたことを特徴とする請求項１９記載の
流量計。
【請求項２１】加算回路２０がシフトレジスタ１３に接
続され、且つ第１と第５の記憶位置１４、１８の内容の
合計と、第３記憶位置１６の内容の２倍との差を形成す
ることを特徴とする請求項２０記載の流量計。
【請求項２２】評価回路９は積分器１２の出力値から得
られた量から、量に応じて評価されたパルス幅を形成す
るパルス幅変調装置２１乃至２３を備えたことを特徴と
する請求項１７乃至２１の１つに記載の流量計。
【請求項２３】４つの群に結合された被評価パルスを形
成し、且つ第２と第４のパルスのパルス幅と第１と第３
のパルスのパルス幅の差の商に比例する流れを形成する
コンピュータ２４を備えたことを特徴とする請求項２２
記載の流量計。