Электромагнитный преобразователь расхода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (11 К АВТ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Электромагнитный расходомер мод10 Д 1435 А/ фирмы ВЯНЕЯ РОИТЕй. Инструкция по эксплуатации прибора, ПереводМ 9412 НПО ПКТИ, ОТТИ, 2498, Ленинград1983.Патент США М 4339958кл. 6 01 Г 1/00, 1982,(57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к электромагнитным преобразователям расхода жидкости, и позволяет повысить точность преобразования. В устройстве производится поочередное преобразование в цифровой код методом двойного интегрирования в измерительном канале сначала сигнала с электродов 2 и 3, а затем опорного сигнала. После этого преобразовывается отношение полученных кодов в широтно-импульсный сигнал с помощью счетчика 19 импульсов, программируемого делителя 20 частоты, программируемого одновибратора 21. Широтно-импульсный сигнал с информационного выхода программируемого одновибратора 21 преобразуется в выходной аналоговый сигнал устройства с помощью стабилизатора 22 ал 1 плитуды импульсов и фильтра 23 нижних частот. 2 илИзобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным преобразователям расхода жидкостей, и может быть использовано в системах контроля и регулирования расхода электромагнитных жидкостей в промышленных технологических процессах, в системах учета расхода воды в коммунальном хозяйстве и т.п.Цель изобретения - повышение точности преобразования,На фиг.1 приведена структурная схема .устройства;. на фиг;2 - временные диаграм-. мы, поясняющие принцип работы устройства.Электромагнитный преобразователь расхода (фиг,1) содержит первичный преобразователь 1, включающий в себя индуктор 2 и электроды 3 и 4. Индуктор 2 через резистор.5 подключен к выходу источника 6 питания индуктора. Электроды 3 и 4 подключены к входу усилителя 7, а резистор 5 - к входу усилителя 8. К входу интегратора 9 подключены выходы ключей 10-13, Входы ключей 10 и 13 подключены, соответственно, к выходам усилителей 7,8, а входы ключей 11,12 соответственно к выходам источника 14 положительного эталонного напряжения и источника 15 отрицательного эталонного напряжения. К выходу интегратора 9 подключен вход компаратора.16, выход которого подключен к информационному входу блока 17 управления, Первый, второй, третий и четвертый выходы блока 17 управления подключены соответственно к управляющим входам ключей 10,13,11 и 12, а пятый и шестой выходы - к первому и второму входам источника 6 питания индуктора. Устройство содержит также генератор 16 опорной частоты, первый вход которого подключен к счетному входу счетчика 19 импульсов, а второй выход - к счетным входам программируемого делителя 20 частоты и программируемого. одновибратора 21, Информационный выход счетчика 19 импульсов подключен к информационным входам программируемого делителя 20 и программируемого одновибратора 21, а информационный выход программируемого делителя 20 - к входу запуска программируемого одновибратора 21, Седьмой, восьмой, девятый й десятый выходы блока 17 управления подключены соответственно. к входу началькой установки и входу разрешекия счета счетчика 19 импульсов, входу перезаписи программируемого делителя 20 и входу перезаписи программируемого одновибратора 21, Выход программируемого одновибратора 21 соединен с входом стабилизатора 22 амплитуды импульсов, выходкоторого соединен с входом фильтра 23 нижних частот.Устройство работает следующим образом.Блок 17 управления выдает по выходамЧ и Ч тактирующие импульсы с частотой, кратной частоте питающей сети, поступающие на первый и второй входы блока 6 питания индуктора, временная диаграмма10 тактирующих импульсов (Оти) приведена нафиг.2 а, Блок 6 питания икдуктора формирует в соответствии с тактирующими импульсами симметричные двуполярные импульсы, подаваемые через резистор 5 наиндуктор 2 первичного преобразователя 1.Временная диаграмма импульсов питания индуктора (Юли) приведена на фиг.2 б.Сигнал с электродов 3 и 4 первичногопреобразователя 1, возникающий при про 20 253040 хождении тока возбуждения через индуктор 2, усиливается усилителем 6 и через ключ 10; управляемый с выхода 1 блока 17 управления, подается в цикле измерения выходного сигнала на вход интегратора 9. Сигнал с резистора 5, пропорциональный току возбуждения, усиливается усилителем 8 и через ключ 13, управляемый с выхода.11 блока 17 управления, подается на вход интегратора 9 в цикле измерения опорного сигнала. Сигналы управления ключами 10 и 13 формируются таким образом, что сначала на вход интегратора 9 подается усиленный сигнал сэлектродов 3 и 4 при положителькой и отрицательной полярностях тока возбужденияиндуктора. а затем усиленный сигнал с резистора 5, также при двух полярностях тока возбуждения, ключи 10 и 13 находятся в замкнутом состоянии в течение интервала времени, кратного частоте питающей сети,в котором ток в индукторе достигает установившегося значения. Временные диаграммы.сигналов управления ключами 10 и 13 (Ь, Он) приведены на фиг.2 в и г.В цикле измерения сигнала с электродов, когда ключ 10 находится в замккутомположении, происходит заряд конденсатора интегратора 9 сигналом, пропорциональным сигналу с электродов; По окончании заряда ключ 10 размыкается и замыкаетсяключ 11 или 12, подключающий на вход интегратора 9 разрядное напряжение соответственно .с источника 14 положительного эталонного напряжения либо с источника 15 отрицательного эталонного напряжения взависимости от полярности импульса питания индуктора. Ключи 11 и 12 управляются с выходов П и 1 Ч блока 17 управления соответственно, Временные диаграммы сигналов управления ключами 11 и 12 (ОН, 0 ч) приведены на фиг,2 д и е соответственно.Одновременно с . подключением разрядного напряжения на вход разрешения счета счетчика 19 импульсов с выхода И 11 блока 17 управления подается сигнал разрешения счета и начинается счет импульсов, поступающих на счетный вход с первого выхода генератора 18 опорной частоты. В момент прохождения напряжения на интеграторе 9 через нуль срабатывает компаратор 16 и прохождение импульсов опорной частоты на счетчик 19 импульсов запрещается. Временные диаграммы сигналов на выходах интегратора 9 (Ои) и компаратора 16 (Ох) приведены на фиг.2 ж и з.Число импульсов, зафиксированное в счетчике 19 импульсов за время разряда при измерении сигнала при одной полярности импульса питания индуктора, сохраняется в счетчике 19 и суммируется с числомЪимпульсов, поступивших на счетчик 10 при разряде конденсатора интегратора 9 при другой полярности импульса питания индуктора, Затем содержимое счетчика 19 импульсов переписывается по информационному входу в программируе;.:ый одновибратор 21 сигналов перезаписи, поступающим на вход перезаписи програм: м,.емого одновибратора 21 с выхода Х ,:кы 17 управляв(ия,осле перезаписи производится начальная установка счетчика 19 по входу начальной установки с выхода И блока 17 управления. Аналогичным :Гразом происходит преобразование сигнала с резистора 5 в цикле измерения опор- лого -игнала при звм:,;канин ключа 13, при этом суммарное число импульсов, зафиксированное в счетчике 19 при разряде кондена тора интегратора 9 при положительной и отрицательной полярностях импульсов питания индуктора, переписывается по информационному входу в программируемый делитель 20 сигналов перезаписи, поступающим на вход перезаписи программируемоге делителя 20 с выхода Х блока 17 управления. Временные диаграммы сигнала разрешения счета, сигналов перезаписи и сигнала начальной установки на выходах И 1, Х, 1 Х, Ч 1 блока 17 управления приведены на фиг.2 м, и, к, л соответственно,Суммарное число импульсов И 1, зафиксированное в счетчике 19 в цикле измерения сигнала с электродов при обеих полярностях импульсов питания индуктора, определяется следующей формулой:+ 1 =Т = О"+Ох 1 и 1 О с эт где Ти - длительность интегрирования;Р 1 - частота счетных импульсов на первом выходе генератора опорной частоты 18;Овх и Овх - сигнал с электродов приположительной и отрицательной полярно 5 стях импульса питания индуктора;Оэт. - эталонное напряжение.Аналогично определяется суммарноечисло 2 при измерении опорного сигнала+10 2= и 1Оо +Оопэтгде Ооп+, Ооп - опорный сигнал при положительной и отрицательной полярностях импульса питания индуктора.На счетный вход программируемого делителя 20 непрерывно поступают счетныеимпульсы с второго выхода генератора 18опорной частоты, считывающие переписанную информацию до нуля. Поэтому на выхо. де программируемого делителя 20формируется последовательность импульсов, период следования которых пропорционален опорному сигналу,Последовательность импульсов с выходапрограммируемого делителя 20 подается навход запуска программируемого одновибратора 21, на счетный вход которого такжеподаются импульсы со второго выхода генератора 18 опорной частоты,. считывающиезаписанную информацию до нуля. Таким образом, на информационном выходе про,граммируемого одновибратора 21формируется широтно-импульсный сигналпериод следования которого пропорционален сигналу с от 1 орного резистора 5, а длительность - сигналу с электродов 3 и 4,Период следования широтно-импульсного сигнала Т и длительность определяются,соответственно, следующими формулами:+1 Ч 1 ТпГ 1 Овх + Овхй 1=2 Оэтгде Г 2 - частота счетных импульсов на втором выходе генератора опорнсй частоты 18.Широтно-импульсный сигнал с информационного выхода программируемого одновибратора 21 подается на входстабилизатора 22 амплитуды импульсов, с45 выхода которого стабилизированный по амплитуде широтно-импульсный сигнал поступает на вход фильтра 23 нижних частот,который преобразует этот сигнал в выходной аналоговый сигнал напряжение илиток),55Формула преобразования широтно-импульсного сигнала в случае преобразования в напряжение Овых имеет вид+Овх + Овхц цОоп + Оопгде Ост - напряжение стабилизации.В данном устройстве повышается точность преобразования расхода, так как выходной аналоговый сигнал, как следует из выражения (1), не зависит от постоянной времени интегратора, что исключает влияние нестабильности интегрирующей цепи на точность измерения,Формула изобретения Электромагнитный преобразователь расхода, содержащий первичный преобразователь, индуктор которого через резистор подключен к выходу источника питания индуктора, а электроды - к входу первого усилителя, выходом подключенного через последовательно соединенные первый ключ, интегратор и компаратор к информационному входу блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходй которого подключены соответственно к управляющим входам первого. второго, третьего и четвертого ключей, пятый и шестой выходы подключены соответственно к первому и второму управляющим входам истбчника питания индуктора, а седьмой и восьмой выходы соответственно к входу начальной установки и входу разрешения счета счетчика импульсов, счетным входом подключенного к первому выходу генератора опорной частоты, второй усилитель, входом подключенный к резистору, а выходом - к входу Б второго ключа, источник положительногоэталонного напряжения, подключенный выходом к входу третьего ключа, источник отрицательного эталонного напряжения; подключенный выходом к входу четвертого 10 ключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности преобразования, в не-.го введены программируемый делитель частоты, программируемый одновибратор, последовательно соединенные стабилиэа тор амплитуды импульсов и фильтр нижнихчастот, причем выходы второго, третьего и четвертого ключей обьединены и подключены к входу интегратора, счетные чх.:ды программируемого делителя частоты и 20 программируемого одновибратора подключены к второму выходу генератора опорной частоты, входы перезаписи соответственно - к девятому и десятому выходам блока управления, а информационные входы под,ключены к информационному входусчетчика импульсов, вход запуска программируемого одновибратора подключен к выходу программируемого делителя частоты, а выход - к входу стабилизатора амплитуды 30 импульсов.1739203 икл изкеренце Уии янреиая Цикв илчерему цикл иатюенця д Ф д ж овврноиамвФиг.2Составитель В.йрычедактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 изво Заказ 1995 Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113038, Москва, Ж, Раушская наб 4/б