Электромагнитный расходомер с частотным выходом

 

(72) Авторы изобретения

И.-А.А. Вирбалис, С.С. Берташюс и А."А.П. РЩжюнас

F с

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИАГНИТНЫЙ РАСХОДОИЕР

С ЧАСТОТНЬИ ВЫХОДОИ

Изобретение относится к области измерения расхода и количества жидкостей электромагнитным методом, преимущественно может применяться для создания цифровых расходомеров или аналого-цифровых преобразователей расхода.

Известны электромагнитные расходомеры, в которых частота возбуждения равны выходной частоте. Известный электромагнитный расходомер с час» тотным выходом содержит датчик, усилитель сигнала датчика, обмотку возбуждения магнитного поля, генератор тока треугольной форьъ, два сравнивающих устройства, устройство управления генератором, резистор, дополнительную схему управления и управляе" мый делитель напряжения, причем датчик через усилитель сигнала датчика 2о подключен к первому входу первого сравнивающего устройства, первый конец обмотки возбуждения магнитного поля подсоединен к выходу генера о? ра тока треугольной форьы, второй ее конец подсоединен к первому концу резистора, входу второго сравни вающего устройства и через дополнительную схему управления, к nepso управляющему входу управляемого делителя напряжения, второй управляющий вход которого соединен с устройством управления генератором, выход управляемого делителя соединен с первым сравнивающим устройством и генератором тока треугольной форье, второй конец резистора подсоединен к общей точке расходомера, выходы обоих срав" нивающих устройств соединены с устройством управления генератором. Генератор тока треугольной формы выполнен в виде последовательно включенных интегратора и усилителя мощности (1).

Недостатком известного расходомера является низкая точность измерения в широком диапазоне измерения р асхода.

994919 4 я является повы- Устройство работает следующим обрения в широком разом.

В момент включения ток возбуждеостигается тем, ния датчика на выходе генератора 6 и расходомер с 3 тока. треугольной формы начинает лиополнительно снаб- нейно возрастать. При этом линейно ми усилителями и растет индукция магнитного поля дат, причем входы чика 1, сигнал на электродах датчика илителей подсоби- и сигнал Рс на выходе усилителя 2 цу обмотки воз- 16 сигнала, датчика. Это измерительный поля выход полупериод. Он продолжается до тех

l усилителя соеди" . пор, пока сигнал на выходе усилитепервого компара- ля 2 достигнет опорного напряжения масштабного уси- В> первого сравнивающего устройстервым входом вто- 15 sa 3, В момент равенства Р торые сходы обоих, устройство 3 срабатывает и воздейстеныс выходомусили- вует на вход устройства 4 управле- ,а выходыобоих ком- ния генератором, представляющий сос первыми вторым " ° ñ бой источники прямоугольных импульной схемы управления2о сов чередующейся полярности. Ампли« тавлена функцио- туды импульсов обеих полярностей равоженного устрой- .ны по абсолютной величине. При этом полярность импульса на выходе устит из датчика 1, ройства 4, и тем самым на выходе упдатчика, подклю" 23 равляемого делителя 5, меняется на у первого сравни- обратную, направление изменения тока

3, с выходом ко" на выходе генератора 6 меняется íà об«« тройство улравле" ратное, ток начинает линейно убывать. выход которого убывает также напряжение U на резисеЛитель 5 напряже" 36 торе, которое пропорционально току. енератору 6 тока Это обратный полупериод, В момент

К выходу генера" равенства U< нулю срабатывает второе рвый конец обмот" сравнивающее устройство 9, воздейстгнитного поля, вто- вует на устройство управления генераоединен с первым 3$ тора 4, полярность выходного импулььторой конец ко- са на выходе которого и на выходе дебщей точкой расхо- лителя 5 опять меняется. Ток на выхо" динения обмотки 7 де генератора 6 опять начинает возючены входы вто" растать» снова нанинается измериустройства 9, вы- 4О тельный полупериод. Сигнал на выходе ен со входом уст- усилителя сигнала датчика 2 пропорциогенератором 4, а нален расходу Q и значению магнитной второго 11 масштаб" индукции, которая, в csoe очередь, од первого масштаб" пропорциональна току возбуждения 3 >, одсоединен к пер" 43 ПоэтомУ спРавеДливо Равенство компаратора 12, а К,ЗВЯ, где К* = const. Так квк ток абного усилите" возбУждениЯ менЯетсЯ линейно, то но к первому Вхо- можно записать 3 > = 3 t, где

1 тора 13. Вторые eoconst - скорость изменения тока

12 и 13 соединены 3в возбУждениЯ. Из Равенства B< =

2 сигнала атчи- поДставлЯЯ значение Вс и УчитываЯ, 3

f=K о

Целью изобретени аеиие точности изме диапазоне частот.

Укаэанная цель д что электромагнитны частотным выходом д жеи двумя масштабны двумя компараторами обоих масштабных ус иены ко второму кон буждения магнитного первого масштабного нен с первым входом тора, выход второго лителя соединен с п рого компаратора, в компараторов соедин

; теля сигнала датчика параторов соединены входами дополнитель

:. < На чертеже предс

:нальная схема предл ства.

Расходомер состо усилителя 2 сигнала ценного к его выход вающего устройства торого соединено ус ния генератором 4, через управляеиий д ния подсоединен к г треугольной формы. тора 6 подключен пе ки 7 возбуждения ма рой конец которой с концом резистора 8 торого соединен с о домера. К точке сое и резистора 8 подкл рого сравни вающе го ход которого соедин, ройства управления также первого 10 и ных усилителей. Вых

I ного усилителя 10 и воыу входу первого выход второго масшт ля 11, соответствен ду второго компара входы компараторов с выходом усилителя д ка, а выходы компараторов - со входом дополнительной схем 14 управления„выход которой соединен с первым

" управляющим входом управляемого делителя 5 напряжения, выход которого соединен с первым сравнивающим устройством 3, 1 что при этом t = — = — можем выра2f зить частоту срабатываний первого сравнивающего устройства 3, равную выходной частоте расходомера. ЕЩ 9 6

Амплитуда тока возбуждения 3 > - -:- значениям расхода. Если учесть, что вм достигаемая в каждом периоде в момейт- 3 = K>hо, то независимо от диапаэосрабатывания первого сравнивающего - на значений Ьз и 3, выходная часто- устройства 3, обратно пропорциональ" та расходомера пропорциональна расхо" на расходу . р s ду f = КцЯ, где Кц = Кд К . При этом вм g н КЗ не зависит от номера Виенвзонв:.

Для правильной работы устройства долж-.

Для обеспечения минимальной погрев)в сюм ности измерения максимальное значение: „0 6„Tb соблюдено условие „-+-< и тока возбуждения 3 должно лежать в == в Ф16

-- 30 Предложенное устройство позволяет некоторых пределах л 43 < значительно повысить точность в аироНаличие Зв ®в интеРвале Э, „) при ком диапазоне расходов, измеряемых с ! любом значении Q обеспечивается скач- погрешностью, не превышающей заданкообразным увеличением Рв при умень-. ную, которая определяется выбранным шении амплитуды Эв„„до -значения Х, . И диапазоном токов возбуждения 3,„ „<

ЪМя и уменьшением Ро при увеличении ампли- < Зв < .1вп1щ; туды двмдо значения Эвщ „, Изменение . Так как при любом измеряемом рас- . и производится управляемым делителем ходе ток возбуждения лежит в.этом диа.О напряжения 5 под воздействием допол- пазоне, то диапазон расходов, измеря" нительной схемы 14 управления. По-. 20. етых с заданной погрешностью, увелиследняя срабатывает в том, случае, чится в гР эаз, где m - количест". если скорость изменения сигнала на вы- во переключаемых диапазонов. ходе первого масштабного усилителя }O Формула иэобретенйя (при этом срабатывает первый компара- Электромагнитный расходомер с тор .12 ) или если скорость изменения 2 частотным выходом по авт.св. N 932?39, сигнала Вс меньше скорости изменения отличающийся тем, что, . сигнала на выходе второго масштабно" с целью повышения точности измере"т го.усилителя 11 (при этом срабаты" ния расхода в широком диапазоне час- вает компаратор 13), Одновременно - тот, он дополнительно снабжен двумя

-c.è3ìåíåíèåì значения Ьо меняется ЗО масштабными усилителями и двумя ком. и значение скорости изменения тока параторами, причем входы обоих масш" возбуждения 1,которое пропорцио- — табных усилителей подсоединены к вто вв 1 нально значению ампли туды Р на выхо" рому концу обмотки возбуждения магде управляемого делителя напряжения 5. нитного поля, выход первого масштабПри этом в зависимости от количест- 35 ного усилителя соединен с первым. вхо-

sa положений управляемого делителя-5 дом первого компаратора, выход втоможно, иметь несколько диапазонов — - рого масштабного усилителя соединен значени." С и 3

0 с первым входом второго компаратора, Если амплитуда импульса на выходе вторые входы обоих компараторов соустройства управления генератором 4. ао единены с выходом усилителя сигна" по абсолютной величине равна Ов, - ла датчика, а выходы обоих компарато" то амплитуда импульса на выходе yn" ров соединены с первым и вторым входа" равлявмего делителя напряжения будет. ми дополнительной схемы управления . ф„ Π— - Источники и нформации, 4 î 5 где "о " " р- 45 принятые во внимание при экспертизе диапазона. При этом первый диапазон- 1. Авторское свидетельство СССР (3 = 1) соответствует максимальным И - 932239, 29.12з79 °

994919

Составитель С. Лебедев

РедактоР Н. Пушненкова Техреду ". Надь Кощее ктор М Шар«и

Заказ 2 /25 Тираж 1. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

335 а 3 у филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,