Claims (1)
Изобретение относитс к области измерени расхода и количестёа жидкостей электромагнитным методом, преимущественно может примен тьс дл создани цифровых расходомеров или аналого-цифровых преобразователей расхода. Известны электромагнитные расходомеры , в которых частота возбуждени равны выходной частоте. Известный электромагнитный расходомер с а тотным выходом содержит датчик, усил тель сигнала датчика , обмотку возбуж дени магнитного пол , генератор тока треугольной формы, два сравнивающих устройства устройство управлени генератором, резистор, дополнительную схему управлени и управл емый делитель напр жени , причем датчик через усилитель сигнала датчика подключен к первому входу первого сравнивающего устройства, первый конец обмотки возбуждени магнитного пол подсоединен к выходу генера оpa тока треугольной формы, второй ее конец подсоединен к первому концу резистора, входу второго сравнивающего устройства и через дополнительн по схему управлени , к nepBOfv yпpaвл ющe 4y входу управл емого делител нагр жени , второй управл ющий вход которого соединен с устройством управлени генератором, выход управл емого делител соединен с первым ; сравнивающим устройством и генератором тока треугольной формы, второй конец резистора подсоединен к общей точке расходомера, выходы обоих сравнивающих устройств соединены с устройством управлени гене| атором. Генератор тока треугольной формы выполнен в виде последовательно включенных интегратора и усигмтел мощности 13. Недостатком известного расходомера вл етс низка точность измерени в широком диапазоне измерени р асхода. 3 . ЭЭ изобретени вл етс повыш 4ие точности измерени в широком диапазоне частот. Указа1«1а цель достигаетс тем, что электромагнитный расходомер с частотным выходом дополнительно снабжен масштабными усилител ми и двум компараторами, причем входы обоих масштабных усилителей подсое|Е нены ко второму концу обмотки возбуждени магнитного пол , а4ход первого масштабного усилител соединен с первым входом первого компаратора , выход второго масштабного усилител соединен с первым входом второго компаратора, вторые сходы обоих компараторов соединены с выходом усили ,тел сигнала датчика, а выходы обоих ком параторов соединены с первым и вторым т входами дополнительной схемы управлени На чертеже представлена функциональна схема предложенного устройства . Расходомер состоит из датчика 1, усилител 2 сигнала датчика, подключенного к его выходу первого сравнивающего устройства 3, с выходом которого соединено устройство управлени генератором , выход которого через управл емый делитель 5 напр же ни подсоединен к генератору 6 тока треугольной формы. К выходу генератора 6 подключен первый конец обмотки 7 возбуждени магнитного пол , вт рой конец которой соединен с первым концом резистора 8, второй конец которого соединен с общей точкой расхо домера. К точке соединени обмотки 7 и резистора 8 подключены входы второго сравнивающего устройства 9, выход которого соединен со входом уст , роиства управлени генератором k, а также первого 10 и второго 11 масшта ных усилителей. Выход первого масшта ного усилител 10 подсоединен к первому входу первого компаратора 12, а выход второго масштабного усилител 11, соответственно к первому входу второго компаратора 1 3. входы компараторов 12 и 13 соединены с выходом усилител 2 сигнала датчика , а выходы компараторов - со входом дополнительной И управлени ,, выход которой соединен с первым управл ющим входом управл емого делител 5 напр жени , выход которого соединен С первым сравнивающим устройством 3. Устройство работает следующим образом . В момент включени ток возбуждени датчика на выходе генератора 6 тока треугольной формы начинает линейно возраст ать,- При этом линейно растет индукци магнитного пол датчика 1, сигнал на электродах датчика и сигнал PC з выходе усилител 2 сигнала датчика. Это измерительный полупериод. Он продолжаетс до тех пор, пока сигнал на выходе усилител 2 достигнет опорного напр жени pQ первого сравнивающего устройства 3 В момент равенства Q устройство 3 срабатывает и воздействует на вход устройства k управлени генератором, представл ющий собой источники пр моугольных импульсов чередующейс пол рности. Амплитуды импульсов обеих пол рностей равны по абсолютной величине. При этом пол рность импульса на выходе устройства , и тем самым на выходе управл емого делител 5, мен етс на обратную, направление изменени тока на выходе генератора 6 мен етс на обратное , ток начинает линейно убывать. Убывает также напр жение U р на резисторе , которое пропорционально току. Это обратный полупериод. В момент равенства Up нулю срабатывает второе сравнивающее устройство 9, воздействует на устройство управлени генератора kf пол рность выходного импульса на выходе которого и на выходе делител 5 оп ть мен етс . Ток на выходе генератора 6 оп ть начинает возрастать - снова наминаетс измерительный полупериод. Сигнал на выходе усилител сигнала датчика 2 пропорционален расходу Q и значению магнитной индукции, котора , в свою очередь, пропорциональна току возбуждени 3g. Поэтому справедливо равенство 6, , где Кд const. Так как ток возбуждени мен етс линейно, то можно записать 3ц , где 30Qconst - скорость изменени тока возбуждени . Из равенства 6с- о подставл значение 6, и учитыва . t-I- , что при этом 2 2f можем выразить частоту срабатываний первого сравнивающего устройства 3, равную исходной частоте расходомера 5 Амплитуда тока возбуждени Ig, : достигаема в каждом периоде в момент срабатывани первого сравнивающего устройства 3, обратно пропорциональна расходуРО ija Дл обеспечени минимальной погреш ности измерени максимальное значение тока возбуждений 3-„ должно лежать в некоторых пределахТ| „ д « ig 5nwi« Наличие интервале|Эр., любом значении Q обеспечиваетс скачкообразным увеличением Ё при уменьшении амплитуды 30p(j до значени 3. и уменьшением РО при увеличении ампли туды вмДО значени Лвп,о1д. Изменение &(j производитс управл емым делителем напр жени 5 гюд воздействием дополнительной схемы 14 управлени . Пос едн срабатывает в том. шучае, если скорость изменени сигнала на вы ходе .первого масштабного усигмтел VQ (при этом срабатывает первый компаратор .12 ) или если скорость изменени сигндаа fit меньше скорости изменени сйгнапа на выходе масштабного усилител 11 (при этом срабатывает компаратор 13)i Одновременно -с изменением значени ёд мен етс и значение скорости изменени тока возбуждени 3gg,которое пропорционально значению амплитуды 6 н выходе управл емого делител напр жени 5 При этом в Зависимости от количества пож жений управл емого делител 5 можно иметь несколько диапазонов зн ачени и Сд и g, Если амплитуда импульса на выходе устройства управлени генератором k по абсолютной величине равна UQ , тЪ амплитуда импульса на выходе управл емого делител напр жени будет fifl HO const, i - номер диапазона. При этом первый диапазон (Е 1) соответствует максимальным Если учесть, Мто значени м расхода 3 то независимо рт:диапазона значений 6„ и Зцо выходна частота расходомера пропорциональна расходу f KgQ, где KO Кд «К2. При этом Kg не зависит от номера диапазона. Дл правильной работы устройства дО|1) но быть соблюдено условие ..ft W., - -ft min Предложенное устройство позвол ет значительно повысить точность в широком диапазоне расходов, измер емых с погрешностью, не превышающей заданную , котора определ етс выбранным диапазоном токов возбуждени l fnVn $3е - Звтсхл Так как при любом измер емом рас ходе ток возбуждени лежит в этом диапазоне , то диапазон расходов, измер емых с заданной погрешностью, увеличитс в , где m - «соличество переключаемых диапазонов. Формула изобретени Электромагнитный расходомер с частотным выходом по авт.св. If 932239, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измере--ни расхода в широком диапазоне частот , он дополнительно снабжён двум масштабными усилител ми и двум компараторами , гфичем входы обоих масштабных усилителей подсоединены к второму концу обмотки возбуждени магнитного пол , выход первого насшт 1бного усилител соединен с первым входом первого компаратора, выход второго масштабного усилител соединен с первым входом второго компаратора, вторые входы обоих компараторов соединены с выходом усилител сигнала датчика, а выходы обоих кежпарато- i ров соединены с первым и втфым входами дополнительной схемы управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N932239, 29.12.79.The invention relates to the field of measuring the flow rate and quantity of liquids by an electromagnetic method, preferably it can be used to create digital flow meters or analog-to-digital flow meters. Electromagnetic flowmeters are known in which the excitation frequency is equal to the output frequency. The known electromagnetic flowmeter with a full output contains a sensor, a sensor signal amplifier, a magnetic field excitation winding, a triangular current generator, two comparing devices, a generator control device, a resistor, an additional control circuit and a controlled voltage divider, the sensor through the signal amplifier the sensor is connected to the first input of the first comparator, the first end of the magnetic field excitation winding is connected to the output of a triangular-shaped current generator, the second e end connected to the first end of the resistor, the input of the second comparator and through additionally by a control circuit to nepBOfv yppavl yusche 4y entry controlled divider LOAD voltage, a second control input of which is connected to a generator control device, output controlled divider connected to the first; a comparison device and a triangular current generator, the second end of the resistor is connected to the common point of the flow meter, the outputs of both comparison devices are connected to the gene control device | ator. The triangular-shaped current generator is made in the form of a series-connected integrator and power amplifier 13. A disadvantage of the known flow meter is the low measurement accuracy in a wide range of measurement of the flow rate. 3 The EE of the invention is to increase the measurement accuracy over a wide frequency range. Decree 1a 1a goal is achieved by the fact that an electromagnetic flowmeter with a frequency output is additionally equipped with large-scale amplifiers and two comparators, with the inputs of both large-scale amplifiers connecting the magnetic field to the second end of the field winding, the first large-scale amplifier is connected to the first input of the first comparator, the output of the second large-scale amplifier is connected to the first input of the second comparator, the second gatherings of both comparators are connected to the output of the force, the signal bodies of the sensor, and the outputs of both comparator in connected with the first and second t inputs of an additional control circuit. The drawing shows the functional diagram of the proposed device. The flow meter consists of a sensor 1, an amplifier 2 of a sensor signal connected to its output of a first comparison device 3, the output of which is connected to a generator control device, the output of which is connected to a triangular current generator 6 through a controlled divider 5. The first end of the magnetic field excitation winding 7 is connected to the output of the generator 6, the second end of which is connected to the first end of the resistor 8, the second end of which is connected to the common point of the flow meter. The connections of the winding 7 and the resistor 8 are connected to the inputs of the second comparing device 9, the output of which is connected to the input of the device, the generator control k, as well as the first 10 and second 11 scale amplifiers. The output of the first scale amplifier 10 is connected to the first input of the first comparator 12, and the output of the second scale amplifier 11, respectively, to the first input of the second comparator 1 3. The inputs of the comparators 12 and 13 are connected to the output of the amplifier 2 of the sensor signal, and the outputs of the comparator to the additional input And control, the output of which is connected to the first control input of the controlled voltage divider 5, the output of which is connected to the first comparing device 3. The device operates as follows. At the moment of turning on the sensor excitation current at the output of the triangular-shaped current generator 6 begins to increase linearly. The induction of the magnetic field of the sensor 1 linearly increases, the signal at the sensor electrodes and the signal PC from the output of amplifier 2 of the sensor signal. This is a half period measurement. It continues until the signal at the output of amplifier 2 reaches the reference voltage pQ of the first comparing device 3. At the moment Q is equal, device 3 operates and acts on the input of generator control device k, which is a source of rectangular pulses of alternating polarity. The amplitudes of the pulses of both polarities are equal in absolute value. In this case, the polarity of the pulse at the output of the device, and thus at the output of the controlled divider 5, changes to the opposite, the direction of the current change at the output of the generator 6 changes to the opposite, the current starts to decrease linearly. The voltage U p on the resistor, which is proportional to the current, also decreases. This is the reverse half period. At the moment when Up is equal to zero, the second comparing device 9 operates, and the generator control kf is affected by the polarity of the output pulse at the output of which and at the output of divider 5 again changing. The current at the output of the generator 6 begins to increase again — the measuring half-period is again set. The signal at the output of the amplifier signal of sensor 2 is proportional to the flow rate Q and the value of the magnetic induction, which, in turn, is proportional to the excitation current 3g. Therefore, the following equality holds: 6,, where Cd const. Since the excitation current varies linearly, we can write 3c, where 30Qconst is the rate of change of the excitation current. From the equality of 6c-o substitute the value 6, and taking into account. tI- that 2 2f can express the frequency of operation of the first comparing device 3, equal to the initial frequency of the flow meter 5 The amplitude of the excitation current Ig: achieved in each period at the time of the operation of the first comparing device 3, is inversely proportional to the flow rate iija To ensure the minimum measurement error the maximum value of the excitation current 3- „must lie within certain limits T | “D” ig 5nwi “The presence of the interval | Er., Any Q value is ensured by a stepwise increase in E with a decrease in amplitude of 30p (j to value 3. and a decrease in PO with increasing amplitude of vmDO value of Lnp, o1 e. Change & j (j is produced by controlled the voltage divider 5 is affected by the action of the additional control circuit 14. In a simple way, it sounds funny if the rate of change of the signal at you during the first VQ scale signaling (the first comparator works .12) or if the rate of change of the fit fit is less than the rate of change with gnap at the output of scale amplifier 11 (the comparator 13 is triggered) i Simultaneously the value of the rate of change of the excitation current 3gg changes with the change in the value of yd, which is proportional to the value of the amplitude 6 n the output of the controlled voltage divider 5 At the same time of the controlled divider 5 it is possible to have several ranges of value and Cd and g. If the amplitude of the pulse at the output of the generator control device k is equal in absolute value to UQ, t the amplitude of the pulse at the output of the controlled split Eating the voltage would be fifl HO const, i the number of the range. In this case, the first range (E 1) corresponds to the maximum. If we take into account, the flow rate values are 3 and then rt: the range of values is 6 and Zco, the output frequency of the flow meter is proportional to the flow rate f KgQ, where KO Cd «K2. In this case, Kg does not depend on the number of the range. For proper operation of the device, DO | 1) but the condition ..ft W., --ft min. The proposed device can significantly improve the accuracy in a wide range of costs, measured with an error not exceeding the specified one, which is determined by the selected range of excitation currents l fnVn $ 3e - Splxl Since, for any measurable flow, the excitation current lies in this range, the range of flow rates measured with a given error will increase to, where m is the total number of switchable ranges. Claims of the invention Electromagnetic flowmeter with a frequency output according to the author. If 932239, characterized in that, in order to improve the accuracy of flow measurement in a wide frequency range, it is additionally equipped with two large-scale amplifiers and two comparators, so that the inputs of both large-scale amplifiers are connected to the second end of the magnetic field excitation winding 1bn amplifier is connected to the first input of the first comparator, the output of the second large-scale amplifier is connected to the first input of the second comparator, the second inputs of both comparators are connected to the output of the sensor signal amplifier, the outputs of both kezhparato- i trench connected to the first input and vtfym additional control circuit. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate N932239, 29.12.79.
ffffff
/r/ r
////
-9 -9
fjfj
hh
eri0eri0