JPH0961472A - Phase difference measuring apparatus - Google Patents

Phase difference measuring apparatus

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JPH0961472A
JPH0961472A JP22155295A JP22155295A JPH0961472A JP H0961472 A JPH0961472 A JP H0961472A JP 22155295 A JP22155295 A JP 22155295A JP 22155295 A JP22155295 A JP 22155295A JP H0961472 A JPH0961472 A JP H0961472A
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JP
Japan
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signal
phase difference
circuit
phase
signals
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Application number
JP22155295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyoaki Yokoi
豊明 横井
Hiroshi Owada
博 大和田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0961472A publication Critical patent/JPH0961472A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a phase difference measuring apparatus having small circuit scale and improving the measuring accuracy. SOLUTION: The phase difference measuring apparatus simultaneously fetches a pair of first and second signals having different phases, converts the fetched signals to digital signals, and measures the phase difference of the signals. The apparatus has a selector 3a for alternately selecting a pair of signals, a sample and hold circuit 1a for fetching the output of the selector, an A-D converter 4a for converting the output of the circuit 1a to a digital signal, and a phase difference calculating circuit 5a for calculating the phase of the first signal corresponding to the sampling time of the second signal based on the two sampling results of the first signal of the outputs of the converter to obtain the phase difference from the phase of the second signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、位相差測定装置に関
し、特に回路規模が小さく測定精度が向上した位相差測
定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase difference measuring device, and more particularly to a phase difference measuring device having a small circuit scale and improved measuring accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】位相差測定装置とは、例えば、周波数が
同一で位相の異なる一対の正弦波信号間の位相差を測定
するものである。
2. Description of the Related Art A phase difference measuring device measures, for example, a phase difference between a pair of sinusoidal signals having the same frequency but different phases.

【0003】図5はこのような従来の位相差測定装置の
一例を示す構成ブロック図である。図5において1及び
2はサンプル・アンド・ホールド回路(以下、S&H回
路と呼ぶ。)、3はマルチプレクサ等の選択回路、4は
A/D変換器、5は位相差演算回路である。また、10
0及び101は周波数が同一で位相の異なる一対の正弦
波信号、102は位相差信号である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of such a conventional phase difference measuring apparatus. In FIG. 5, 1 and 2 are sample-and-hold circuits (hereinafter referred to as S & H circuits), 3 is a selection circuit such as a multiplexer, 4 is an A / D converter, and 5 is a phase difference calculation circuit. Also, 10
0 and 101 are a pair of sinusoidal signals having the same frequency but different phases, and 102 is a phase difference signal.

【0004】正弦波信号100及び101はS&H回路
1及び2にそれぞれ入力され、S&H回路1及び2の出
力は選択回路3にそれぞれ接続される。選択回路3の出
力はA/D変換器4に接続され、A/D変換器4の出力
は位相差演算回路5に接続され、位相差演算回路5は位
相差信号102を出力する。
The sine wave signals 100 and 101 are input to the S & H circuits 1 and 2, respectively, and the outputs of the S & H circuits 1 and 2 are connected to the selection circuit 3, respectively. The output of the selection circuit 3 is connected to the A / D converter 4, the output of the A / D converter 4 is connected to the phase difference calculation circuit 5, and the phase difference calculation circuit 5 outputs the phase difference signal 102.

【0005】ここで、図5に示す従来例の動作を説明す
る。正弦波信号100及び101はS&H回路1及び2
で同時にサンプリングされてその結果が保持される。A
/D変換器4は選択回路3で前記保持されたデータを順
次選択してそれぞれディジタル信号に変換する。
The operation of the conventional example shown in FIG. 5 will be described. The sine wave signals 100 and 101 are the S & H circuits 1 and 2
Are simultaneously sampled and the results are held. A
The / D converter 4 sequentially selects the held data by the selection circuit 3 and converts it into digital signals.

【0006】位相差演算回路5ではA/D変換器4から
の同時にサンプリングした2つのディジタル信号に基づ
き正弦波信号100及び101間の位相差を演算して位
相差信号102を出力する。
The phase difference calculation circuit 5 calculates the phase difference between the sine wave signals 100 and 101 based on the two digital signals sampled from the A / D converter 4 at the same time, and outputs the phase difference signal 102.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図5に示す従
来例では正弦波信号100及び101等を同時にサンプ
リングするためにS&H回路が複数個必要であり、回路
規模が大きくなるばかりか、各S&H回路の特性のバラ
ツキにより誤差が生じてしまう。従って本発明の目的
は、回路規模が小さく、測定精度を向上させた位相差測
定装置を実現することにある。
However, in the conventional example shown in FIG. 5, a plurality of S & H circuits are required to sample the sine wave signals 100 and 101 at the same time, which not only increases the circuit scale but also increases the size of each S & H. Errors occur due to variations in circuit characteristics. Therefore, an object of the present invention is to realize a phase difference measuring device having a small circuit scale and improved measurement accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、位相の異なる第1の信号、第2
の信号の一対の信号を同時に取り込むと共に取り込んだ
信号をディジタル信号に変換し互いの位相差を測定する
位相差測定装置において、前記一対の信号を交互に選択
する選択回路と、この選択回路の出力を取り込むサンプ
ル・アンド・ホールド回路と、このサンプル・アンド・
ホールド回路の出力をディジタル信号に変換するA/D
変換器と、このA/D変換器の出力の内前記第1の信号
の2つのサンプリング結果に基づき前記第2の信号のサ
ンプリング時間に相当する前記第1の信号の位相を演算
して、前記第2の信号の位相との位相差を求める位相差
演算回路とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention provides a first signal and a second signal having different phases.
In the phase difference measuring device that simultaneously captures a pair of signals of the above signals and converts the captured signals into a digital signal and measures the phase difference between them, a selection circuit that alternately selects the pair of signals and the output of this selection circuit. Sample-and-hold circuit that captures
A / D that converts the output of the hold circuit into a digital signal
A phase of the first signal corresponding to the sampling time of the second signal is calculated based on two sampling results of the first signal of the converter and the output of the A / D converter, And a phase difference calculating circuit for obtaining a phase difference from the phase of the second signal.

【0009】[0009]

【作用】1対の正弦波信号を等間隔で交互にサンプリン
グし、第1の正弦波信号の2つのサンプリング結果に基
づいて、第2の正弦波信号のサンプリング時間に相当す
る第1の正弦波信号の位相を演算して、第2の正弦波信
号の位相との位相差を求めることによって、S&H回路
が1個で良くなる。
A pair of sine wave signals are alternately sampled at equal intervals, and based on two sampling results of the first sine wave signal, a first sine wave corresponding to a sampling time of the second sine wave signal. By calculating the phase of the signal and obtaining the phase difference from the phase of the second sine wave signal, one S & H circuit is sufficient.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る位相差測定装置の一実施例を示す構
成ブロック図である。図1において1aはS&H回路、
3aは選択回路、4aはA/D変換器、5aは位相差演
算回路である。また、100a及び101aは正弦波信
号、102aは位相差信号、103はディジタル信号で
ある。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a phase difference measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1a is an S & H circuit,
3a is a selection circuit, 4a is an A / D converter, and 5a is a phase difference calculation circuit. Further, 100a and 101a are sine wave signals, 102a is a phase difference signal, and 103 is a digital signal.

【0011】正弦波信号100a及び101aは選択回
路3aにそれぞれ入力され、選択回路3aの出力はS&
H回路1aに接続される。S&H回路1aの出力はA/
D変換器4aに接続され、A/D変換器4aの出力であ
るディジタル信号103は位相差演算回路5aに接続さ
れ、位相差演算回路5aは位相差信号102aを出力す
る。
The sine wave signals 100a and 101a are input to the selection circuit 3a, and the output of the selection circuit 3a is S &.
It is connected to the H circuit 1a. The output of the S & H circuit 1a is A /
The digital signal 103, which is connected to the D converter 4a and is the output of the A / D converter 4a, is connected to the phase difference calculation circuit 5a, and the phase difference calculation circuit 5a outputs the phase difference signal 102a.

【0012】また、図2は図1の位相差演算回路5aの
具体例を示す構成ブロック図である。図2において6,
7,9及び10はメモリ、8及び11は90°位相を進
ませる移相器、12は演算回路であり、104,10
5,106,107,108及び109は演算回路12
に入力される信号である。
FIG. 2 is a block diagram showing a concrete example of the phase difference calculation circuit 5a shown in FIG. In FIG. 2, 6,
7, 9 and 10 are memories, 8 and 11 are phase shifters for advancing a 90 ° phase, and 12 is an arithmetic circuit.
5, 106, 107, 108 and 109 are arithmetic circuits 12
Is a signal input to.

【0013】ディジタル信号103はメモリ6及び7に
入力され、メモリ6の出力である信号104は移相器
8、メモリ9及び演算回路12に接続される。移相器8
の出力である信号105はメモリ10及び演算回路12
に接続される。
The digital signal 103 is input to the memories 6 and 7, and the signal 104 output from the memory 6 is connected to the phase shifter 8, the memory 9 and the arithmetic circuit 12. Phase shifter 8
The signal 105 that is the output of the
Connected to.

【0014】また、メモリ9及び10の出力である信号
106及び107は演算回路12に接続される。
The signals 106 and 107 output from the memories 9 and 10 are connected to the arithmetic circuit 12.

【0015】一方、メモリ7の出力である信号108は
移相器11及び演算回路12に接続され、移相器11の
出力である信号109は演算回路12に接続される。ま
た、演算回路12は位相差信号102aを出力する。
On the other hand, the signal 108 output from the memory 7 is connected to the phase shifter 11 and the arithmetic circuit 12, and the signal 109 output from the phase shifter 11 is connected to the arithmetic circuit 12. The arithmetic circuit 12 also outputs the phase difference signal 102a.

【0016】ここで、図1及び図2に示す実施例の動作
を図3を用いて説明する。図3は正弦波信号100a及
び101aのサンプリング時間と位相との関係を示す特
性曲線図である。
The operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the sampling time and the phase of the sine wave signals 100a and 101a.

【0017】正弦波信号100aが基準となる信号、正
弦波信号101aは”φ”だけ位相が進んだ信号とし、
正弦波信号100a及び101aの位相をそれぞれ”
α”及び”β”とすると、 α=ωt (1) β=ωt+φ (2) という関係になる。
The sine wave signal 100a is a reference signal, and the sine wave signal 101a is a signal whose phase is advanced by "φ".
The phases of the sine wave signals 100a and 101a are "
When α ”and“ β ”are set, α = ωt (1) and β = ωt + φ (2).

【0018】但し、”ω”は正弦波信号100a及び1
01aの角速度、”t”は時間である。また、図3中”
イ”及び”ロ”が正弦波信号100a及び101aに対
応するものとする。。
However, "ω" is the sine wave signals 100a and 1
The angular velocity of 01a and "t" are time. Also, in Fig. 3 "
It is assumed that "a" and "b" correspond to the sine wave signals 100a and 101a.

【0019】まず、第1ステップとして、図3中サンプ
リング時間”t1 ”のタイミングで選択回路3aは正弦
波信号100aを選択し、S&H回路1aはこの正弦波
信号100aをサンプリングして保持する。即ち、図3
中”ハ”の点のデータが取り込まれることになる。
First, as the first step, the selection circuit 3a selects the sine wave signal 100a at the timing of the sampling time "t 1 " in FIG. 3, and the S & H circuit 1a samples and holds the sine wave signal 100a. That is, FIG.
The data for the middle "C" points will be captured.

【0020】この保持信号はA/D変換器4aでディジ
タル信号103に変換され、メモリ6に格納される。ま
た、メモリ6の出力である信号104はさらにメモリ9
に格納される。そして、”ハ”の点における位相は図3
から”α1 ”であるから、メモリ9の出力である信号1
06は、 S106=A・sinωt1=A・sinα1 (3) と表される。但し、”A”は正弦波信号100aの振幅
である。
The held signal is converted into a digital signal 103 by the A / D converter 4a and stored in the memory 6. The signal 104 output from the memory 6 is further output to the memory 9
Stored in. And the phase at the point of "C" is shown in Fig. 3.
Because it is "alpha 1" from the signal 1 which is the output of the memory 9
06 is expressed as S 106 = A · sin ωt 1 = A · sin α 1 (3). However, "A" is the amplitude of the sine wave signal 100a.

【0021】一方、メモリ6の出力は移相器8で90°
位相が進められ、メモリ10に格納されるので、メモリ
10の出力である信号106は、 S107=A・sin(ωt1+90) =A・cosωt1 =A・cosα1 (4) と表される。
On the other hand, the output of the memory 6 is 90 ° by the phase shifter 8.
Since the phase is advanced and stored in the memory 10, the signal 106 which is the output of the memory 10 is expressed as S 107 = A · sin (ωt 1 +90) = A · cos ωt 1 = A · cos α 1 (4) It

【0022】第2ステップとして、図3中サンプリング
時間”t2 ”のタイミングで選択回路3aは正弦波信号
101aを選択し、S&H回路1aはこの正弦波信号1
01aをサンプリングして保持する。即ち、図3中”
ニ”の点のデータが取り込まれることになる。
As the second step, the selection circuit 3a selects the sine wave signal 101a at the timing of the sampling time "t 2 " in FIG. 3, and the S & H circuit 1a selects this sine wave signal 1a.
01a is sampled and held. That is, in FIG.
The data of the point "D" will be captured.

【0023】この保持信号はA/D変換器4aでディジ
タル信号103に変換され、メモリ7に格納される。ま
た、”ニ”の点における位相は図3から”β2 ”である
からメモリ7の出力である信号108は、 S108=B・sin(ωt2+φ) =B・sinβ2 (5) と表される。但し、”B”は正弦波信号101aの振幅
である。
This held signal is converted into a digital signal 103 by the A / D converter 4a and stored in the memory 7. Further, since the phase at the point "d" is "β 2 " from FIG. 3, the signal 108 which is the output of the memory 7 is as follows: S 108 = B · sin (ωt 2 + φ) = B · sin β 2 (5) expressed. However, "B" is the amplitude of the sine wave signal 101a.

【0024】一方、メモリ7の出力は移相器11で90
°位相が進められるので信号109は、 S109=B・sin{(ωt2+φ)+90} =B・cos(ωt2+φ) =A・cosβ2 (6) と表される。
On the other hand, the output of the memory 7 is 90 by the phase shifter 11.
Since the phase is advanced, the signal 109 is expressed as S 109 = B · sin {(ωt 2 + φ) +90} = B · cos (ωt 2 + φ) = A · cos β 2 (6).

【0025】第3ステップとして、図3中サンプリング
時間”t3 ”のタイミングで選択回路3aは再び正弦波
信号100aを選択し、S&H回路1aはこの正弦波信
号100aをサンプリングして保持する。即ち、図3
中”ホ”の点のデータが取り込まれることになる。
As the third step, the selection circuit 3a again selects the sine wave signal 100a at the timing of the sampling time "t 3 " in FIG. 3, and the S & H circuit 1a samples and holds the sine wave signal 100a. That is, FIG.
The data of the middle "e" point will be captured.

【0026】この保持信号はA/D変換器4aでディジ
タル信号103に変換され、メモリ6に格納される。ま
た、”ホ”の点における位相は図3から”α3 ”である
から、メモリ6の出力である信号104は、 S104=A・sinωt3 =A・sinα3 (7) と表される。
The held signal is converted into a digital signal 103 by the A / D converter 4a and stored in the memory 6. Further, since the phase at the point of "e" is "α 3 " from FIG. 3, the signal 104 which is the output of the memory 6 is expressed as S 104 = A · sinωt 3 = A · sin α 3 (7) .

【0027】一方、メモリ6の出力は移相器8で90°
位相が進められるので信号105は、 S105=A・sin(ωt3+90) =A・cosωt3 =A・cosα3 (8) と表される。
On the other hand, the output of the memory 6 is 90 ° by the phase shifter 8.
Since the phase is advanced, the signal 105 is expressed as S 105 = A · sin (ωt 3 +90) = A · cos ωt 3 = A · cos α 3 (8).

【0028】従って、上記第1から第3のステップによ
り信号104〜109が演算回路12に入力されること
になる。但し、サンプリング時間”t2 ”は、 t2=(t1+t3)/2 (9) という関係である。
Therefore, the signals 104 to 109 are input to the arithmetic circuit 12 by the above first to third steps. However, the sampling time “t 2 ” has a relationship of t 2 = (t 1 + t 3 ) / 2 (9).

【0029】また、図3において”ヘ”はサンプリング
時間”t2 ”における位相差であり”β2−α2”で表さ
れる。この値を以下に示す公式に代入すると、 tanθ=(1−cos2θ)/sin2θ tan(β2−α2)={1−cos2(β2−α2)} /sin2(β2−α2) (10) となる。
Further, in FIG. 3, "H" is the phase difference at the sampling time "t 2 ", which is represented by "β 22 ". Substituting this value officially described below, tanθ = (1-cos2θ) / sin2θ tan (β 2 -α 2) = {1-cos2 (β 2 -α 2)} / sin2 (β 2 -α 2) (10)

【0030】式(9)に関係から、 α2=(α1+α3)/2 (11) であり、式(10)に代入すると、 tan(β2−α2)=[1−cos{2β2−(α1+α3)}] /sin{2β2−(α1+α3)} (12) となる。From the relation of the equation (9), α 2 = (α 1 + α 3 ) / 2 (11), and when substituted into the equation (10), tan (β 2 −α 2 ) = [1-cos { 2β 2 − (α 1 + α 3 )}] / sin {2β 2 − (α 1 + α 3 )} (12).

【0031】また、信号104〜109を”a”〜”
f”として以下に示す”g”〜”n”を定義する。 g=A2・sin(α1+α3) =A2(sinα1・cosα3+cosα1・sinα3) =b・c+a・d (13)
Further, the signals 104 to 109 are changed to "a" to "".
The following “g” to “n” are defined as f ”: g = A 2 · sin (α 1 + α 3 ) = A 2 (sinα 1 · cosα 3 + cosα 1 · sinα 3 ) = b · c + a · d (13)

【0032】 h=A2・cos(α1+α3) =A2(cosα1・cosα3−sinα1・sinα3) =b・d−a・c (14)[0032] h = A 2 · cos (α 1 + α 3) = A 2 (cosα 1 · cosα 3 -sinα 1 · sinα 3) = b · d-a · c (14)

【0033】 i=B2・sin2β2 =B2・2sinβ2・cosβ2 =2・e・f (15)I = B 2 · sin 2 β 2 = B 2 · 2 sin β 2 · cos β 2 = 2 · e · f (15)

【0034】 j=B2・cos2β2 =B2・(cos2β2−sin2β2) =f2−e2 (16)[0034] j = B 2 · cos2β 2 = B 2 · (cos 2 β 2 -sin 2 β 2) = f 2 -e 2 (16)

【0035】 k=A2・B2・sin{2β2−(α1+α3)} =A2・B2・{sin2β2・cos(α1+α3)−cos2β2・sin(α1+α3)} =A2・cos(α1+α3)・B2・sin2β2 −A2・sin(α1+α3)・B2・cos2β2 =h・i−g・j (17)K = A 2 · B 2 · sin {2β 2 − (α 1 + α 3 )} = A 2 · B 2 · {sin 2β 2 · cos (α 1 + α 3 ) −cos 2β 2 · sin (α 1 + α 3)} = A 2 · cos (α 1 + α 3) · B 2 · sin2β 2 -A 2 · sin (α 1 + α 3) · B 2 · cos2β 2 = h · i-g · j (17)

【0036】 l=A2・B2・cos{2β2−(α1+α3)} =A2・B2・{cos2β2・cos(α1+α3)−sin2β2・sin(α1+α3)} =A2・cos(α1+α3)・B2・cos2β2 −A2・sin(α1+α3)・B2・sin2β2 =h・j+g・i (18)L = A 2 · B 2 · cos {2β 2 − (α 1 + α 3 )} = A 2 · B 2 · {cos 2β 2 · cos (α 1 + α 3 ) −sin 2β 2 · sin (α 1 + α 3 )} = A 2 · cos (α 1 + α 3 ) · B 2 · cos 2 β 2 −A 2 · sin (α 1 + α 3 ) · B 2 · sin 2 β 2 = h · j + g · i (18)

【0037】 m=A2 =(A・sinα3)2+(A・cosα3)2 =a2+b2 (19)M = A 2 = (A · sin α 3 ) 2 + (A · cos α 3 ) 2 = a 2 + b 2 (19)

【0038】 n=B2 =(B・sinβ2)2+(B・cosβ2)2 =e2+f2 (20)N = B 2 = (B · sin β 2 ) 2 + (B · cos β 2 ) 2 = e 2 + f 2 (20)

【0039】ここで、上記”a”〜”n”を用いて式
(10)を書き換えると、 tan(β2−α2)=A2・B2・{1−cos2(β2−α2)} /A2・B2・sin2(β2−α2) =(m・n−l)/k (21) となる。
Here, by rewriting the equation (10) using the above "a" to "n", tan (β 22 ) = A 2 · B 2 · {1-cos 222). )} / A 2 · B 2 · sin 22 −α 2 ) = (m · n−1) / k (21).

【0040】従って、正弦波信号100aと正弦波信号
101aとの位相差”β2−α2”は、 φ=tan-1{(m・n−l)/k} (22) となる。
Therefore, the phase difference "β 22 " between the sine wave signal 100a and the sine wave signal 101a is φ = tan -1 {(m · n-1) / k} (22).

【0041】即ち、信号104〜109を用いて式(1
3)〜(20)を演算し、更に、式(22)の演算を行
うことにより、位相差信号102aを得ることができ
る。
That is, using the signals 104 to 109, the equation (1
The phase difference signal 102a can be obtained by calculating 3) to 20 and further calculating the formula (22).

【0042】この結果、正弦波信号100a及び101
aを等間隔で交互にサンプリングし、正弦波信号100
aの2つのサンプリング結果に基づいて、正弦波信号1
01aのサンプリング時間に相当する正弦波信号100
aの位相を演算して、正弦波信号101aの位相との位
相差を求めることによって、S&H回路が1個で良くな
るので、回路規模が小さくなり、S&H回路の特性のバ
ラツキによる誤差がなくなるので測定精度が向上する。
As a result, the sine wave signals 100a and 101
a is alternately sampled at equal intervals to obtain a sine wave signal 100
a sinusoidal signal 1 based on the two sampling results of a
Sine wave signal 100 corresponding to the sampling time of 01a
By calculating the phase of a and obtaining the phase difference from the phase of the sine wave signal 101a, one S & H circuit is sufficient, the circuit scale is reduced, and errors due to variations in the characteristics of the S & H circuit are eliminated. Measurement accuracy is improved.

【0043】また、図4は本発明に係る位相差測定装置
をコリオリ質量流量計に用いた応用例を示す構成ブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an application example in which the phase difference measuring device according to the present invention is used in a Coriolis mass flowmeter.

【0044】ここで、コリオリ質量流量計とは、被測定
流体が流れる管を振動させ、この際に生じるコリオリ力
を検出して被測定流体の質量流量を測定する装置であ
る。
Here, the Coriolis mass flowmeter is a device for vibrating the pipe through which the fluid to be measured vibrates and detecting the Coriolis force generated at this time to measure the mass flow rate of the fluid to be measured.

【0045】図4において1a、3a、4a及び5aは
図1と同一符号を付してあり、13は被測定流体が流れ
るチューブ、14及び15は振動検出器、16は周波数
測定回路、17は温度測定回路、18は質量流量演算回
路である。
In FIG. 4, reference numerals 1a, 3a, 4a and 5a are the same as those in FIG. 1, 13 is a tube through which the fluid to be measured flows, 14 and 15 are vibration detectors, 16 is a frequency measuring circuit, and 17 is A temperature measuring circuit, 18 is a mass flow rate calculating circuit.

【0046】チューブ13の振動は振動検出器14及び
15で検出され、選択回路3aにそれぞれ入力される。
選択回路3aの出力はS&H回路1aに接続され、S&
H回路1aの出力はA/D変換器4aに接続される。
The vibration of the tube 13 is detected by the vibration detectors 14 and 15 and input to the selection circuit 3a.
The output of the selection circuit 3a is connected to the S & H circuit 1a,
The output of the H circuit 1a is connected to the A / D converter 4a.

【0047】A/D変換器4aの出力は位相差演算回路
5aに接続され、位相差演算回路5aの出力は質量流量
演算回路18に接続される。また、周波数測定回路16
及び温度測定回路17の出力もそれぞれ質量流量演算回
路18に接続される。さらに質量流量演算回路18は質
量流量信号110を出力する。
The output of the A / D converter 4a is connected to the phase difference calculation circuit 5a, and the output of the phase difference calculation circuit 5a is connected to the mass flow rate calculation circuit 18. In addition, the frequency measuring circuit 16
The output of the temperature measuring circuit 17 is also connected to the mass flow rate calculating circuit 18. Further, the mass flow rate calculation circuit 18 outputs a mass flow rate signal 110.

【0048】ここで、図4に示す応用例の動作を説明す
る。チューブ13は図示しない加振器により特定の振動
モードで加振される。また、このチューブ13には被測
定流体が図4中”イ”及び”ロ”に示す方向に流れてコ
リオリ力が発生し、加振とは別の振動モードの振動が生
じる。
Now, the operation of the application example shown in FIG. 4 will be described. The tube 13 is vibrated in a specific vibration mode by a vibrator not shown. Further, the fluid to be measured flows through the tube 13 in the directions indicated by "a" and "b" in FIG. 4 to generate Coriolis force, and vibration in a vibration mode different from the vibration is generated.

【0049】振動検出器14及び15でチューブ13の
上下流対象な2点での振動を検出すると被測定流体の質
量流量に応じて前記2点で検出される振動に位相差が生
じる。
When the vibration detectors 14 and 15 detect the vibrations at the two points of the upstream and downstream of the tube 13, the vibrations detected at the two points have a phase difference depending on the mass flow rate of the fluid to be measured.

【0050】従って、本発明に係る位相差測定装置でこ
の位相差を検出すると共に、周波数測定回路16でチュ
ーブ13の振動周波数を測定し、温度測定回路17でチ
ューブ13を流れる被測定流体の温度を測定することに
よって質量流量を求めることができる。
Therefore, the phase difference measuring device according to the present invention detects this phase difference, the frequency measuring circuit 16 measures the vibration frequency of the tube 13, and the temperature measuring circuit 17 measures the temperature of the fluid to be measured flowing through the tube 13. The mass flow rate can be determined by measuring

【0051】即ち、質量流量を”Q”、位相差を”
φ”、被測定流体の温度を”T”、チューブ13の振動
周波数を”F”、補正係数を”K”とすると、 Q=K・tanφ・T/F (23) となる。
That is, the mass flow rate is "Q" and the phase difference is "
If φ ”, the temperature of the fluid to be measured is“ T ”, the vibration frequency of the tube 13 is“ F ”, and the correction coefficient is“ K ”, then Q = K · tan φ · T / F (23)

【0052】ここで、本発明に係る位相差測定装置は式
(21)のように”tanφ ”の形で位相差を出力できる
のでコリオリ質量流量計で有効に用いることができる。
Here, the phase difference measuring device according to the present invention can output the phase difference in the form of "tan φ" as shown in the equation (21), so that it can be effectively used in the Coriolis mass flowmeter.

【0053】なお、図1及び図2においては正弦波信号
100aを基準となる信号、正弦波信号101aを”
φ”だけ位相が進んだ信号として取り扱ったが、正弦波
信号100aを”φ”だけ位相が進んだ信号、正弦波信
号101aを基準となる信号としても良い。
In FIGS. 1 and 2, the sine wave signal 100a is a reference signal and the sine wave signal 101a is "
Although the sine wave signal 100a is treated as a signal whose phase is advanced by φ ″, the sine wave signal 100a may be a signal whose phase is advanced by “φ” and the sine wave signal 101a may be used as a reference signal.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。2つの正弦波信
号を等間隔で交互にサンプリングし、第1の正弦波信号
の2つのサンプリング結果に基づいて、第2の正弦波信
号のサンプリング時間に相当する位相を演算して、第2
の正弦波信号の位相との位相差を求めることによって、
回路規模が小さく、測定精度を向上させた位相差測定装
置が実現できる。
As is apparent from the above description,
The present invention has the following effects. The two sine wave signals are alternately sampled at equal intervals, the phase corresponding to the sampling time of the second sine wave signal is calculated based on the two sampling results of the first sine wave signal, and the second sine wave signal is calculated.
By finding the phase difference from the phase of the sine wave signal of
A phase difference measuring device having a small circuit scale and improved measurement accuracy can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る位相差測定装置の一実施例を示す
構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a phase difference measuring apparatus according to the present invention.

【図2】位相差演算回路の具体例を示す構成ブロック図
である。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing a specific example of a phase difference calculation circuit.

【図3】サンプリング時間と位相との関係を示す特性曲
線図である。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the relationship between sampling time and phase.

【図4】位相差測定装置をコリオリ質量流量計に用いた
応用例を示す構成ブロック図である。
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an application example in which the phase difference measuring device is used in a Coriolis mass flowmeter.

【図5】従来の位相差測定装置の一例を示す構成ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a configuration block diagram showing an example of a conventional phase difference measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,2 サンプル・アンド・ホールド回路 3,3a 選択回路 4,4a A/D変換器 5,5a 位相差演算回路 6,7,9,10 メモリ 8,11 移相器 12 演算回路 13 チューブ 14,15 振動検出器 16 周波数測定回路 17 温度測定回路 18 質量流量演算回路 100,100a,101,101a 正弦波信号 102,102a 位相差信号 103 ディジタル信号 104,105,106,107,108,109 信
号 110 質量流量信号
1,1a, 2 Sample and hold circuit 3,3a selection circuit 4,4a A / D converter 5,5a Phase difference calculation circuit 6,7,9,10 Memory 8,11 Phase shifter 12 Calculation circuit 13 Tube 14, 15 Vibration detector 16 Frequency measurement circuit 17 Temperature measurement circuit 18 Mass flow rate calculation circuit 100, 100a, 101, 101a Sine wave signal 102, 102a Phase difference signal 103 Digital signal 104, 105, 106, 107, 108, 109 signal 110 Mass flow signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位相の異なる第1の信号、第2の信号の一
対の信号を同時に取り込むと共に取り込んだ信号をディ
ジタル信号に変換し互いの位相差を測定する位相差測定
装置において、 前記一対の信号を交互に選択する選択回路と、 この選択回路の出力を取り込むサンプル・アンド・ホー
ルド回路と、 このサンプル・アンド・ホールド回路の出力をディジタ
ル信号に変換するA/D変換器と、 このA/D変換器の出力の内前記第1の信号の2つのサ
ンプリング結果に基づき前記第2の信号のサンプリング
時間に相当する前記第1の信号の位相を演算して、前記
第2の信号の位相との位相差を求める位相差演算回路と
を備えたことを特徴とする位相差測定装置。
1. A phase difference measuring apparatus for simultaneously capturing a pair of signals of a first signal and a second signal having different phases, converting the captured signals into a digital signal, and measuring the phase difference between them. A selection circuit that alternately selects signals, a sample-and-hold circuit that captures the output of this selection circuit, an A / D converter that converts the output of this sample-and-hold circuit into a digital signal, and this A / D converter Based on the two sampling results of the first signal among the outputs of the D converter, the phase of the first signal corresponding to the sampling time of the second signal is calculated to obtain the phase of the second signal. And a phase difference calculating circuit for obtaining the phase difference of the phase difference measuring device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009063382A (en) * 2007-09-05 2009-03-26 Yokogawa Electric Corp Coriolis mass flowmeter

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