Электромагнитный расходомер

.8015 (5 д 4 С 01 Г 1(58 СПУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ПКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ скин З.Кеэва имчук и А. ллик 088.8)к В Мейстер А. Интегвые электромагнитные кн.: 4 симпозиума по онике. Росток, ГДР,о СССР 1978. ХОДОМЕР я к измере ктромагнит ения - повь(57) Изобретение от оситснию расхода жидкостей эленым методом. Цель и брет нитный расходомер содержит источник1 питания, электромагнитный преобразователь 2 расхода, усипителн 3 и 4,цифроаналоговые преобразователи 5, 8,12, 18, ключи 9, 11, 14, 15, устройство управления 22. Кроме того, всостав расходомера входят фазовращатель 6, интеграторы 7 и 19, синхронный детектор 17, компаратор 20, формирователь тактовых импульсов 21.Устройство 22 управления содержиттри регистра, два счетчика, три триггера, реверсивный счетчик, программируемую логическую матрицу. В расходомере осуществляется автоматическаякоррекция аддитивной погрешности измерительной схемы, программная перестройка режима измерения. 7 ил- номер такта и микротакта соответственно;- козффициент передачи цифроаналогового преобразователя веса;- длительность микротакта и такта соответственно;- вес результата. Таблица 2 Р 1 О 1 О 1 О 1 О 3 О 1 О 1 О 1 О 1 . фЗ 0 О О 1 1 О О 1 1 О О 1 1О О 1 1 г О О ОО О Э О О О О О О О О1 3 3 1 1 1 1 То П 4 3 2 2 1 1 1-1-1 -1 -1 -2 -2 -3 -4 и ся вторым выходом устройства управления, третий ньгход соединен с тактовыми входами второго регистра и третьего триггера, четвертый выход соединен5 с информационным входом второго реги - стра, пятый выход соединен с входом управления реверсивного счетчика и является третьим выходом устройства управления, шестой выход соединен с О входом запрета счета реверсивного счетчика, восьмым входом логической матрицы, входом сброса первого счетчика и является четвертым выходом устройства управления, седьмой выход 15 соединен с входами сброса реверсивного и второго счетчиков, восьмой выход соединен с тактовыми входами первого триггера и третьего регистра, входом установки первого регистра, 2 О входом запрета первого счетчика, девятым входом логической матрицы и является выходом запроса прерывания устройства управления, вход которого соединен со вторым входом логической 25 матрицы и с информационным входом третьего триггера, выход которого соединен с первым входом логической матрицы, третий вход которой соединен с второй входной шиной устройства уп О 0 20равления, один из выводов которойсоединен с тактовыми входами первого,второго и реверсивного счетчиков ивторого триггера, выходы первого регистра соединены с третьей выходнойшиной устройства управления и входомсхемы сравнения, второй вход которойсоединен с выходом второго счетчика,а выход соединен с четвертым входомлогической матрицы, пятый вход которой соединен с выходами первого счетчика и второй выходной шиной устройства управления, один из выводов первого регистра соединен с установочным входом второго триггера, П-входкоторого является входом запуска устройства управления, а выход соединенс входом запрета второго счетчика,одним из входов третьего регистра иседьмым входом логической матрицы,шестой вход которой соединен с выходом первого триггера, выходы второгорегистра, второго счетчика и реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами третьего регистра,выход которого является первой выходной шиной устройства управления,первая входная шина которого соединена с входами первого регистра.ета по изобретениям и ота, Ж, Раушская наб., д ям при ГКНТ СС5разом.При помощи источника 1 питания,соединенного с обмоткой возбужденияпреобразователя 2 расхода, в активнойзоне преобразователя возбуждается си 55 1509600Изобретение относится к измерениюрасхода жидкостей электромагнитнымметодом,Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг. 1 приведена структурнаясхема электромагнитного расходомера;на фиг. 2 - структурная схема устройства управления; на фиг. 3 - времен Оные диаграммы основного цикла измерения; на фиг. 4 - временные диаграммыпроцесса интегрирования вспомогатель-ного цикла; на фиг. 5 - временныедиаграммы управляющих сигналов вспомогательного цикла; на фиг. 6структурная схема ведущей программывычислительного устройства; нафиг. 7 - структурная схема прерывающей программы вычислительного устрой в 20ства.Расходомер содержит источник 1 пи -тания, электромагнитный преобразователь 2 расхода, усилитель 3 основного сигнала, усилитель 4 опорногосигнала, цифроаналоговый преобразователь мантиссы 5, фазовращатель 6,интегратор 7 опорного сигнала, цифроаналоговый преобразователь 8 порядка,ключ 9 измерения нуля, суммирующийусилитель 1 О отклонения, ключ 11 режима, цифроаналоговый преобразователь12 допустимого отклонения, инвертор 13, ключ 14 основного сигнала, ключ 15 опорного сигнала, суммируюций уси литель 16, синхронный детектор 17, цифроаналоговый преобразователь 18 веса, интегратор 19, компаратор 20, формирователь 21 тактовых импульсов, устройство 22 управления, регистр 23 40 ввода, устройство 24 обмена, вычислительное устройство 25.Устройство 22 управления содержит регистр 26 режима, схему 27 сравнения, счетчик 28 вспомогательного цик ла, триггер 29 четности, триггер 30 запуска, П-триггер 31, программируемую логическую матрицу 32, регистр 33 сдвига, реверсивный счетчик 34, счетчик 35 основного цикла, регистр 36 вывода.На фиг. 2-5 приведены сигналы 3758,Устройство работает следующим обнусоидальное магнитное поле. Под действием этого поля на электродах преобразователя 2 расхода генерируетсяосновной сигнал, а во встроенном вактивную зону преобразователе индукции магнитного поля генерируетсяопорный сигналОсновной сигнал поступает на вход усилителя основногосигнала 3 и затем на вход цифроаналогового преобразователя 8 порядка.Опорный сигнал поступает на вход усилителя 4 опорного сигнала и затем навход цифроаналогового преобразователя 5. С выхода этого преобразователясигнал поступает на входы фазовращателя 6 и интегратора 7 опорного сигнала, к выходам которых подключенключ 11 режима, С выхода этого ключасигнал поступает на один из входовключа 15 опорного сигнала непосредственно, а на другой вход поступает через инвертор 13. Выход интегратора 7соединен с одним из входов ключа 9измерения нуля, второй вход которого соединен с нулевой шиной. Сигналыс выходов цифроаналогового преобразователя 8 порядка и ключа 9 измерениянуля поступают на входы суммирующегоусилителя 10 отклонения. Выход этогоусилителя соединен с входом цифроаналогового преобразователя 12 допустимого отклонения, к выходу которогоподключен один из входов ключа 14 основного сигнала, второй вход которого соединен с нулевой шиной, а выходсоединен с одним из входов суммирующего усилителя 16, на второй входкоторого поступает сигнал с выходаключа 15 опорного сигнала. С выходасуммирующего усилителя 16 сигнал через синхронный детектор 17, цифроаналоговый преобразователь 18 веса иинтегратор 19 поступает на вход компаратора 20, где преобразуется в цифровую форму. С выхода компаратора 20сигнал поступает на вход Р-триггера31 и второй вход программируемой логической матрицы 32, первый вход которой соединен с выходом В-триггера31. (Нумерация входов и выходов логической матрицы на фиг. 2 начинается с нуля), Выход интегратора 7 опорного сигнала соединяется с входомформирователя 21 тактовых импульсов,который вырабатывает на выходе трицифровых меандровых сигнала, первыйиз них имеет период, равный периодувходного сигнала, второй - половине5 150 ч 60 периода входного сигнала и третий четверти периода. Выход формирователя 21 соединен с третьим входом логической матрицы 32. Управляющие вхо 5 ды цифроаналоговых преобразователей 5, 8 и 12 и управляющий вход ключа 11 режима соединены с выходом регистра 26 режима. Вычислительное устройство 25 соединено магистралью обмена с устройством 24 обмена, вход которого соединен с выходом регистра 36 вывода, выход соединен с входом регистра 23 ввода, а вход запроса прерывания сое - динен с восьмым выходом логической матрицы 32. Выход счетчика вспомогательного цикла 28 соединен с пятым входом логической матрицы 32 и с управляющим входом цифроаналогового преобразователя 18 веса. Старший раз ряд управляющего входа преобразователя 18 соединен с первым выходом логической матрицы 32. Триггер 29 четности цикла измерения включен между восьмым выходом и шестым входом логи в 25 ческой матрицы 32. Тактовый вход регистра 33 сдвига соединен с тактовым входом П-триггера 31 и с третьим выходом логической матрицы 32, четвертый выход которой соединен с входом 30 данных этого регистра, Вход сброса реверсивного счетчика 34 соединен с входом сброса счетчика 35 основного цикла и с седьмым выходом логической матрицы 32. Установочный вход триггера 30 запуска соединен с выходом регистра 26 режима, выход этого триггера соединен с седьмым входом логической матрицы 32 и с инверсным входом запрета счетчика 35, а 0-вход служит дополнительным входом внешнего запуска расходомера. Первый вход схемы 27 сравнения соединен с выходом регистра 26 режима второй вход соединен с выходом счетчика 35, а выход 45 соединен с четвертым входом логической матрицы 32. Установочный вход регистра 26 режима соединен с входом запрета счетчика 28, с восьмым выходом и девятым входом логической матрицы 32 и с тактовым входом регистра 36 вывода, вход данных которого соединен с выходами регистра 33 сдвига реверсивного счетчика 34, счетчика 35 и триггера 30 запуска. Инверсный вход сброса счетчика 28 соединен с входом запрета счетчика 34, с восьмым входом и шестым выходом логичес.кой матрицы 32 и с управляющим вхо 0 6дом ключа 14 основного сигнала, атактовый вход этого счетчика соединенс тактовыми входами триггера 30 запуска, реверсивного счетчика 34 исчетчика 35 и с выходом схемы 21 формирования тактовых импульсов, имеющей период сигнала, равный периодуопорного сигнала. Пятый выход логической матрицы 32 соединен с входомреверса реверсивного счетчика 34 и суправляющим входом ключа опорногосигнала 15. Второй выход логическойматрицы 32 соединен с управляющимвходом синхронного детектора 17.Расходомер может работать в режиме измерения среднего расхода, когдаключ 11 выключен и на вход инвертора13 поступает сигнал с выхода интегратора 7, и в режиме измерения интегрального расхода, когда ключ 11 включен и на вход инвертора 3 поступаетсигнал с выхода фазовращателя 6. Расходомер может работать с внутренними внешним запуском. Внешний запускающий сигнал поступает на Л-вход триггера 30 запуска. Вид запуска определяется сигналом, поступающим с выхода регистра 26 режима на установочныйвход триггера 30 запуска, Единичноезначение сигнала устанавливает триггер 30 в единичное состояние независимо от сигнала запуска и соответствует режиму внешнего запуска, При измерении малых расходов или нуля расходомера вход суммирующего усилителя10 при помощи ключа 9 измерения нулясоединяется с нулевой шиной,Расходомер измеряет отклонение текущего значения расхода от значенияоценки расхода, полученной на преды -дущем цикле измерения. Значение оценки расхода представляется в виде мантиссы и порядка. Значения мантиссыи порядка поступают на управляющиевходы цифроаналоговых преобразователей мантиссы 5 и порядка 8. В зависимости от флюктуаций предыдущих оценок допустимое отклонение текущейоценки задается кодом, поступающимна управляющий вход цифроаналоговогопреобразователя 12 отклонения. Времяизмерения расходомера задается кодом,поступающим с выхода регистра 26 режима на первый вход схемы сравнения,на второй вход которой поступает кодЗначение мантиссы, порядка, допустимого отклонения, времени измерения, режимы измерения среднего или интегрального расхода, вид запуска, режим измерения нуля задаются программно при помощи блока 25 и посредством устройства 24 обмена, соответствую" щие данные записываются в регистр 23 ввода. 1 ОЦикл измерения, состоящий из основного и вспомогательного циклов, начинается с того, что сигналом 45 ,цанные из регистра 23 ввода записываются в регистр 26 режима. С выхода 15 этого регистра данные поступают на управляющие входы цифроаналоговых преобразователей 5, 8, 12 и управляющие входы ключей 9, 11. Коэффициенты передачи цифроаналоговых преобразова телей 5, 8 и 12 соответственно равны-Р 1 ви - О1 с=ш, 1 с =2, 1, = 2где ш - мантисса оценки;р - порядок оценки; 25Й - допустимое отклонение;Йт - максимально допустимое отклонение.На выходе суммирующего усилителя 10 сигнал, пропорциональный отклоне нию или разности текущего значения расхода и оценки расхода предыдущего цикла измеренияЦ ъ Б-Цш 235Цифроаналоговым преобразователем 12 величина отклонения может усиливаться в заданное число раз.Элементами 13 - 20 и 31, 22 осуществляется аналого-циФровое развер тывающее преобразование отношения переменных сигналов. Основной цикл этого процесса иллюстрируется временными диаграммами на фиг.З. Пусть текущий цикл измерения будет четным, что 45 соответствует нулевому выходному сигналу триггера 29 четности, При положительном выходном напряжении 51 интегратора 19 на выходе компаратора 20 будет единичное значение сигнала 42, что приводит к единичному значению сигнала 43 на управляющем входе ключа 15 опорного сигнала, при этом на вход суммирующего усилителя 16 поступает через ключ 15 опорный сигнал с входа инвертора 13 и на выходе суммирующего усилителя 16 возникает сумма опорного сигнала и сигнала отклонения (при выбранном в соответствии с фиг.З знаке сигнала отклонения).Выпрямленный синхронным детектором 17 сигнал 50 поступает на вход интегратора 19, Напряжение на выходе интегратора 19 начнет изменяться в сторону отрицательных значений. При переходе нулевого значения этим напряжением .компаратор примет нулевое значение. Однако О-триггер 31 примет нулевое значение только с приходом положительного Фронта тактового импульса на его тактовом входе, Это произойдет в момент перехода опорного напряжения на выходе интегратора 7 опорного сигнала нулевого значения.Выходной сигнал П-триггера 31 изменит выходной сигнал 43 логической матрицы 32, при этом ключ 15 переключится и на выходе суммирующего усилителя 16 и синхронного детектора 17 появится сигнал, пропорциональный разности сигнала 48 отклонения и опорного сигнала 49. Этот сигнал вызовет изменение выходного напряжения 51 интегратора 9 в сторону положительных значений. После перехода сигналом 51 нулевого значения первый положительный фронт тактового сигнала переключит триггер 31 в единичное состояние, что вызовет очередное переключение ключа опорного сигнала 15.Этот процесс повторяется на протяжении всего основного цикла измерения, при этом в реверсивный счетчик 34 с приходом каждого отрицательного фронта тактового импульса записывается "+1" при интегрировании в данный момент разности сигналов 49 и 48 и записывается "-1" при интегрировании в данный момент времени суммы этих сигналов. К концу основного цикла в счетчике 34 накапливается грубая оценка отношения сигнала отклонения к опорному сигналу. Эта оценка уточняется на протяжении вспомогательного цикла (фиг, 4 и 5). Уточнение результата осуществляется путем разряда интегратора дискретно уменьшающимся во времени опорным сигналом и увеличения точности измерения времени до четверти периода опорного сигнала при одновременном уменьшении веса результата, Уменьшение опорного сигнала осуществляется при помощи цифроаналогового преобразователя 18 веса, коэффициент передачи которого1 с,8определяется кодом К на его управляю 1 "1 )961)051015 20 25 30 35 40 45 50 55 щем входе, Изменение точности времени измерения осуществляется путем изменения периода сигнала, поступающего на тактовый вход Л-триггера 31 с третьего выхода логической матрицы.Алгоритм изменения коэффициента передачи, точности времени измерения и веса результата приведен в табл.1.Начиная с пятого микротакта, в табл. 1 содержатся микротакты с повторяющимся весом результата, чтовносит некоторую избыточность, необходимую для сходимости процесса интегрирования вспомогательного цикла,т.е. для обеспечения возможности достижения выходным напряжением интегратора 19 нулевого уровня с учетомнапряжения смещения нуля цифроаналогового преобразователя 18, синхронно -го детектора 17 и интегратора 19.Последовательный код результатаизмерения вспомогательного цикла припомощи регистра 33 сдвига преобразуется в параллельный кад, который сучетом веса соответствующего разрядапреобразуется блоком 25 по формулеи:)Л, = (-1) , + Л:огде Л - результат измерения вспомо 0 сгат ел ь но го цикла;Л; - значение результата (О или1) на- м микротакте;Ч; - вес результата д-го микротакта;Л - результат измерения последИнего такта,Результат измерения последнеготакта определяется по табл. 2,В табл. 2 в результат измеренияпоследнего такта входит сумма результатов, начиная с десятого микротактадо микротакта, на котором произошлопервое изменение значения результата.Нулевому значение Л, , соответствует запись в Л, , а единичному - запись "-1". Такой алгоритм обеспечивает постоянную длительность вспомогательного цикла, а в результат измерения входит только время до первогоперехода выходным напряжением интегратора нулевого значения на последнемтакте вспомогательного цикла, Результат измерения всего цикла измеренияопределяется па формулеи- В;о +- ( 1) 7 с +:сгде Л - результат измерения основна 2го цикла. Результат измерения аецавцаго цикла апре;,еляетсяастаяццам реверсивного счетчика 34.Вспомогательный цикл начинается, когда код на выходе счетчика 35 основного цикла совпадает с кодам, поступающим с выхода регистра 26 режима на первый вход схемы сравнения или в режиме внешнего запуска, когда сигнал запуска на выходе триггера 30 запуска примет нулевое значение. Сигнал 38 шестого выхода логической матрицы либо выходным сигналам схемы 27 сравнения, либо выходным сигналом трш гера запуска ЗО перевалится в единичное состояние. При этом при па - маци ключа 14 выключается сигнал 48 отклонения, снимается установка нуля счетчика 28, запрещается работа реверсивного счетчика 34. Счетчик вспомогательного цикла 28 цад действием тактового импульса 52 начинает считать такты вспаагательцага цикла.Результат записывается в регистрсдвига 33 отрицательным фронтом тактового ицу)1 ьса 56. На церна тактевспамагательцага цикла запрещаетсяизменение знака ацарнага сигнала црипомощи ключа 15 и разрешается измецецие этого знака при паащц синхронного детектора 17 в завпсцасти отвыходного сигнала Л-триггера 31, Эта ситуация сохраняется па конца вспомогательного цикла. Происходит посчедавательцае уменьшение уровня опорнога сигнала и увеличение точности измерения времени с последовательнойзаписью результатов в регистр 33сдвига. На последнем 13- цкротактеЛ-триггер положительным франтом принимает состояние в соответствии ссигналом 42 и да конца этого микро -такта не меняется. Сигнал 40 управления синхронным детектором 17 приобретает возможность меняться не поддействием выходного сигнала Л-триггера 31, а под действием выходного сигнала 42 компаратара 20, Эта приводитк тому, что синхронньй детектор 17меняет знак сигнала 50 не в заданныесигналом 56, а в произвальцые моменты времени. При этом выходное напряжение интегратора будет колебатьсяоколо нуля. Амплитуда колебаний зависит от гистерезиса компаратара 20 иможет быть сделана достаточно малой,Период колебаний зависит от постоянной времени интегратора 19 и уровняего входного сигнала. Этот сигнал кконцу микротакта 13 стремится к нулюпо синусоидальному закону. Предлагае -мый процесс обеспечивает к началу но 5вого цикла измерения близкое к нуливыходное напряжение интегратора 19.После окончания микротакта 13 выход -ной сигнал 45 логической матрицы 32принимает единичное значение. При 10этом положительным фронтом этого сигнала происходит запись данных регистра 33 сдвига, реверсивного счетчика34, счетчика 35 основного цикла итриггера 30 запуска в регистр 36 вывода и одновременно с этим происходитзапрос прерывания блока 25 через устройство 24 обмена. Кроме того, сигналом 45 происходит разрешение записи;новых данных в регистр 26 режима, запрет счета счетчика 28 вспомогатель -ного цикла и переключения триггера29 четности. Если установлен режимвнутреннего запуска (это соответствует сплошным линиям на фиг.5), тосигнал 38 принимает нулевое значение,при этом включается сигнал 48 отклонения, сбрасывается в ноль счетчик 28вспомогательного цикла и разрешаетсяработа реверсивного счетчика 34. Сигнал 41 также принимает нулевое значение. Вслед за этим через четвертьпериода сигнал 57 принимает единичное значение на время, равное четверти периода. Это приводит к сбросу реверсивного счетчика 34 и счетчика 35основного цикла. Если установлен режим внешнего запуска (это соответствует пунктирным линиям на фиг.5),то сигнал 38 сохраняет свое единичное 40значение до прихода сигнала запускас выхода триггера 30 запуска, Приэтом напряжение на выходе интегратора 19 удерживается вблизи нулевогозначения. С приходом сигнала запуска 45с выхода триггера 30 запуска происходит уже описанный процесс, Триггер30 запуска осуществляет синхронизацию сигнала запуска с тактовым сигналом 52, это означает, что запуск расходомера происходит с задержкой, непревышающей периода опорного сигнала.Элементы 17-19 имеют напряжениясмещения нуля и связаны между собой по постоянному току, что приводит каддитивной погрешности результата измерения. Для исключения этой погрешности в соседних циклах измерения изменяют полярность интегрируемых сигналов и суммируют результаты со седних циклов, при этом, поскольку аддитивная погрешность входит в результаты соседних циклов с разными знаками и медленно меняется со временем,результат не содержит составляющуюаддитивной погрешности, вызваннуюнеидеальностью элементов 17-19. Поскольку суммирование соседних цикловосуществляется на каждом цикле и результат измерения каждого цикла используется дважды, быстродействиерасходомера при этом не уменьшается.Изменение полярности сигналов осуществляется изменением фазы синхронного детектора 17, для чего необходимо инвертировать сигнал 40 в соседних циклах измерения. Для сохраненияработоспособности схемы одновременнос этим должны инвертироваться сигналы58 и 43, Эти операции выполняет логическая матрица 32 под управлениемсигнала, поступающего с выхода триггера 29 четности цикла,В режиме внешнего запуска происходит несколько циклов измерения за один период сигнала запуска. Это вызвано необходимостью исключения аддитивной погрешности, вносимой элементами 17-19 Процесс измерения начинается, когда сигнал внешнего запуска принимает единичное значение,и продолжается до тех пор, пока сигнал внешнего запуска не примет нулевое значение. Процесс измерения состоит из нескольких циклов, длительность которых, кроме последнего, задается программно при помощи устройства 25Количество циклов и длительность последнего цикла зависят от длительности сигнала внешнего запуска. Таким образом, пока сигнал внешнего запуска находится в единичном состоянии, происходит ряд циклов измерения, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного циклов, причем длительность основного цикла задается программно соответствующей записью в регистр 26 режима. С переходом сигнала внешнего запуска в нулевое значение принудительно включается вспомогательный цикл, Таким образом, длительность вспомогательного циклавсегда постоянна, а длительность основного цикла может зависеть от сигнала внешнего запуска, Поскольку результат измерения зависит от длитель 1431509600 "10 20 15 ности цикла измерения, то и величина аддитивной составляющей погрешности последнего цикла также зависит от его длительности, поэтому исключить аддитивную погрешность последнего цикла суммированием оценок соседних циклов нельзя. Однако суммирование нормированных к длительности своего цикла оценок позволяет исключить укаэанную погрешность, Оценка расхода, не зависящая от времени измерения, определяется по формуле0 -с . е(- -2 + 1).ш 2Н 09 где Р - результат измерения; Б - фактическая длительностьосновного цикла;Ч - вес результата О-го микротакта;Й - динамический диапазон;Й - максимальное значение динамического диапазона;ш - мантисса оценки предыдущегоцикла;р - порядок оценки предыдущегоцикла;масштабный коэффициент, определяемый калибровкой расходомера.Величина аддитивной составляющей погрешности этой оценки от времени измерения не зависит. Произведя ряд измерений, получится последовательность оценок с постоянным (кроме последнего) периодом дискретизации, равным сумме длительностей основного и вспомогательного циклов измерения, Исключение аддитивной погрешности осуществляется путем суммирования (точнее - вычисления среднего) соседних циклов измерения исходной последовательности, причем, поскольку оценка каждого цикла используется дважды, период дискретизации получающейся при этом последовательности, кроме первого и последнего интервалов, не изменится. В данном алгоритме длительность первого периода дискретизации новой последовательности взята равной сумме первого периода и половине второго периода дискретизацни исходной последовательности. Длительность последнего периода дискретизации новой последовательности аналогично взята равной сумме половины предпоследнего периода и последнего периода дискретизации исходной последовательностиТогда последователь 25 30 35 40 45 50 55 ность оценок интегрального расхода определяется рядом произведений усредненных оценок11 =в- (1,2п)2на соответствующий период дискретизациилЦ. = Я. И; ( = 1,2о). Суммарный интегральный расход определяется суммой=.Я, и;.Необходимо знать фактическую длительность основного цикла послецнего цикла измерения. Для этого в схеме выход триггера 30 запуска соединен с инверсным входом запрета счетчика осно вно го цикла, поэтому с переходом сигнала запуска в ноль счетчик 35 основного цикла прекращает счет и его состояние, как и состояние триггера запуска, записывается положительнымфронтом сигнала 45 в регистр 36 вывода. Посредством устройства 24 обмена эти данные передаются в устройство 25, где и осуществляется коррекция. Состояние триггера запуска анализируется программно до окончанияпроцесса измерения. Если текущий циклокончился до конца сигнала внешнегозапуска, то введенное состояние счетчика 35 основного цикла соответству,ет суммарной длительности основногои вспомогательного циклов, выраженнойв количестве периодов опорного сигнала. Это значение соответствует периоду дискретизации последовательностиоценок интегрального расхода. На последнем цикле измерения состояниесчетчика 35 соответствует интервалувремени от начала этого цикла доокончания всего процесса измерения,поэтому также соответствует периоду(последнему дискретизации последовательности оценок интегрального расхода. Для.вычисления этих оценок необходимо знать фактическую длительностьосновного цикла. Если сигнал окончится во время или после вспомогательного цикла текущего цикла измерения, тодлительность основчого цикла равназаданной и. определяется данными, записанными в регистр 2 б режима. Еслисигнал внешнего запуска окончится вовремя основного цикла текущего измерения, то длительность основного цикла.определяется содержимым счетчика35. Таким образом, для определенияфактической длительности основногоцикла необходимо выбрать наименьшееиз .значений заданной длительностиипи измеренной счетчиком 35.Вычислительное устройство, выполненное в-виде ЦВИ, содержащее блоки59-81 работает по программе измерения интегрального расхода, приведенной на фиг6 и 7.Массивы 7 и У 1 формируются предварительно в соответствии с последнейстрокой табл. 1 и 2 соответственно.В ведущей программе предусмотрена 15пауза 1 блок 60) на случай вывода дан-.ных блоком 59 во время незаконченного очередного цикла измерения из-затого, что данные в регистр 26 режимамогут попасть только по окончании 20очередного цикла измерения или в состоянии ожидания сигнала внешнего запуска. Блоком 67 и блоком 72 в циклепроизводится анализ и ввод состояниятриггера 30 запуска до окончания сиг-.25нала внешнего запуска. В блоке 68происходит уточнение результата измерения, связанное с нестандартной величиной последнего отрезка дискретизации. 30В блоке 73 прерывающей программыосуществляется преобразование видапредставления данных в форму, доступную соответствующему языку ЦВМ. Приэтом каждому элементу массива Р 1,кроме последнего, соответствует одинразряд регистра 33 сдвига. В послед.ний элемент этого массива записывается результат измерения последнеготакта вспомогательного цикла. Блоками 74 и 75 осуществляется преобразование в прямой код отрицательногочисла, представленного в счетчике 34в дополнительном коде. Ксли ЦВМ работает в дополнительном коде, блоки 74и 75 должны быть, опущены.Блоками 77-79 определяется фактическая длительность основного циклаизмерения, как меньшее из значениязаданной длительности основного цикла и значения, равного состояниюсчетчика основного цикла 35, введенного блоком 72.Аналогичная программа может бытьсоставлена для измерения среднегорасхода,С ростом частоты источника 1 питания напряжение на выходе интегратора 7 опорного сигнала пропорционально уменьшается Это обстоятельство используется в режиме измерения среднего расхода, когда ключ 11 выключен и напряжение на. вход инвертора 13 поступает с выхода интегратора 7. Частотная зависимость опорного сигнала 49 компенсирует такую же зависимость основного сигнала таким образом, что их отношение, а значит иоценка среднего расхода, не зависятот частоты. Сигнал 40 управлениясинхронным детектором 7 сформированпри помощи формирователя 21 тактовыхимпульсов и схемы 22 управления извыходного сигнала интегратора 7, имеет равную с ним Фазу. Поскольку фазавыходного напряжения интегратора отчастоты не зависит, то подавлениеквадратурной помехи основного сигнала, осуществляемое при помощи синхронного детектора 17, также не зависит от частоты,В режиме измерения интегральногорасхода на вход инвертора 13 черезвключенный ключ 11 поступает сигналс выхода фазовращателя 6.Амплитуда выходного сигнала фазовращателя 6 не зависит от частоты иимеет сдвиг по фазе относительнойвходного сигнала 90 . На входы суммирующего усилителя 10 отклонения поступают основной и опорный сигналы,одинаково уменьшающиеся с ростом частоты, что дает такую же частотную зависимость сигнала отклонения. Тогдаотношение сигнала отклонения к частотно независимому опорному сигналу 49 дает необходимую частотную зависимость оценки расхода, учитывающую частотную зависимость длительности цикла измерения. Однако с изменением частоты изменяется фаза сигналана выходе фазовращателя и вследствиеэтого возникает фазовый сдвиг междуопорным сигналом 49 и сигналом 40 управления синхронного детектора, коэффициент передачи которого зависит отсдвига фаз. Поэтому изменение частоты приводит к изменении коэффициентапередачи синхронного детектора, ночувствительность коэффициента передачи к изменению частоты при малых фазовых сдвигах весьма мала, а погрешность коэффициента передачи синхронного детектора при симметричном доверительном интервале определяется4 2выражением 1.с4где д- относительная погрешностьчастоты.Отсюда следует, что при изменении частоты, например на 17., погрешность коэффициента всего лишь 0,002575При измерении нуля расходомера, когда остаточный сигнал преобразователя может менять свой знак, ключ 9 измерения нуля отключает вход суммирующего усилителя 10 отклонения, при этом схема может измерять отрицательное отношение сигналов. Этот режим можно использовать также для измерения среднего значения знакопеременно го расхода,.при этом диапазон измерения определяется только цифроаналоговым преобразователем 8 порядка.Устройство имеет повышенную точность измерения, постоянную относи тельную погрешность в заданном диапазоне расходов, автоматическую аддитивную коррекцию аддитивной погрешности измерительной схемы, простоту перехода от измерения среднего рас - 25 хода к интегральному, цифровую форму представления результата измерения, гибкость и простоту программной пере - стройки режима измерения.30Формула изобретения 1. Электромагнитный расходомер, содержащий источник питания, соединенный с преобразователем расхода, первый и второй ключи, выходы которых соединены с входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом синхронного детектора, и последовательно соединенные первый 40интегратор и компаратар, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фазовращатель, второй интегратор, инвертор, регистр ввода, первый, второй и третий усилители, первый, второй, третий и четвертый цифроаналоговые преобразователи, третий и четвертый ключи, формирователь тактовых импульсов, устройство управления, устройство обмена и вычислительное устройство, соединенное шиной обмена с устройством обмена, вход которого соединен с первой выходной шиной устройства управления, а выход через регистр ввода соединен с первой входной шиной устройства управления, первый выход которого соединен с входом запроса прерывания устройства обмена, вторая выходная шина ус:.;айст - ва управления са пицена с цифра ым входом четвертаа цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход соединен с входам первого интегратора, третья выходная шина устройства управления соединена с цифровыми входами первого, второго и третьего цифраан чагавых преабраза - вателей, входы которых саепиены соответственно с выходами первого, второго и третьего усилителей, причем третья выходная шина отдельными выводами соединена с управляющими входами третьего и четвертого ключей, вторая входная шина устройства управления соединена с выхадад формиравателя тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом второ.га интегратора, первым входом четвертого ключа и вторым входам третьего ключа, первый вход которого через фазавращатель соединен с выходам первого цифроаналогового преобразователя и входом второго интегратора, а выход соединен с первым входом первого ключанепосредственно, а с вторым входом через инвертар, выход второго цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом третьего усилителя, второй вход катарога соединен с выхадом четвертого ключа, входы первого и второго усилителей соедиеы с со - ответствующими выходами преобразователя расхода, вторые входы второго и четвертого ключей соединены с нулевой шиной, второй и третий выходы устройства управления соединены с управляющими входами синхронного детектора и первого ключа соответственно, выход компаратора соединен с входом устройства управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, первый вход которого соединен с выходом третьего цифроаналогового преобразователя. 2. Расходомер по п.1, а т л и -ч а ю щ и Й с я тем, что устройствоуправления содержит первый, второй итретий регистры, первый и второйсчетчики, первьд, второй и третийтриггеры, схему сравнения, реверсивныи счетчик, логическую матрицу, первый выход которой является одним из выводов второй выходной шины устройства управления, второй выход являет