Электромагнитный расходомер с частотным выходом Советский патент 1987 года по МПК G01F1/58 

компенсации произойдет переполнение. На информационных выходах счетчика 14 импульсов установятся все нули, а на первом выходе переполнения появится Импульс, поступающий на R-вход триг1

Изобретение относится к измерени10 расхода электропроводящих жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого расходотчера.

Расходомер содержит датчик 1, к электродам которого подсоединен усилитель 2 сигнала датчика. Выход последнего подключен к первому входу сумматора 3, выходом соединенного с первым входом первого сравнивающего устройства 4, второй вход которого соединен с выходом, а зыход - с входом устройства 5 управления генератора Выход устройства 5 управления генератора соединен также с входом генератора 6 тока треугольной формы, выходом подключенного к последовательному соединению катушки 7 формирователя магнитного поля и резистора 8, второй вывод которого подсоединен к общей точке расходомера. Точка соединения катушки 7 и резистора 8 подсоединена к входу второго сравнивающего устройства 9, выход которого соединен с вторыми входами логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и первого логического элемента И 11. Первый вход последнего вместе с первым входом второго логического элемента И 12 подключен к выходу генератора 13 импульсов эталонной частоты, а третьи входы первого 11 и второго 12 логических элементов И соединены с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, Выходы пер- во.го 11 и второго 12 логических элементов И соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика 14 им- пульсов, информационные выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 15, выход которого подключен к. второму входу сумматора 3, третий вход которого через ключ 16 сое1 ера 18 знака, который установит на выходе послед11его логический нуль. При этом ключ 16 разомпетсян на вход сумматора 3 напряжение подаваться не будет. 1 ил.

5

5

0

5

0

5

дипен с источником 17 стабильного напряжения. Управляющий вход ключа 16 соединен с выходом триггера 18 знака, R- и S-входы которого подключенысоответственно к первому и второму выходам переполнения счетчика 14 им пульсов. Выход сумматора 3 соединен с входом третьего сравнивающего устройства 19, выход которого подсоединен к первому входу логического эле- мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и второму входу второго логического элемента И 12.

Расходомер работает следующим образом.

В момент перехода выходного напряжения генератора 6 через нулевое значение полезньй сигнал датчика равен нулю и на его выходе действует паразитное напряхсение U , обусловленное разностью электродных потенциалов. Если , на выходе 15 напряжение равно нулю, а ключ разомкнут, то на выходе сумматора 3 также напряжение отрицательно. При этом на выходе третьего сравнивающего устройства присутствует логический нуль, которьш поступает на первый вход логического элемента ИСЮ1ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10,

В момент перехода тока возбуждения и напряжения на резисторе 8 через нуль срабатывает второе сравнивающее устройство 9 и напряжение на его выходе и на втором входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИШ1 10 становится равным логической единице, а на его выходе появляется логическая единица. Так как. на втором и третьем входах первого логического элемента И 1 1 действуют единицы, он начинает пропускать импульсы с выхода генератора 13 импульсов эталонной частоты на суммирующий вход счетчика 14 импульсов ,

С накоплением содержания счетчика импульсов пропорционально растет и

выходное положительное напряжение ЦАП 15. Это напряжение складывается с отрицательным напряжением, действующим на первом входе сумматора. Поэтому на выходе сумматора 3 напряжение быстро растет.и в какой-то момент становится положительным. Срабатыва- ет третье сравнивающее устройство 19, на его выходе появляется логическая единица. При этом на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 10 появляется нуль и-первый логический элемент И 11 закрывается.

Пусть в счетчике 14 импульсов до срабатывания устройства 19 накопилось число Кд. Тогда на выходе ЦАП 15 действует напряжение N , где

тающего импульса на всех информационных выходах устанавливаются единицы, а на втором выходе переполнения появляется импульс, который устанавливает выход триггера 18 знака в единицу, и ключ 16 замыкается. При этом к третьему входу сумматора- 3 подключается стабильное отрицательное на- д пряжение - Е с выхода источника 17, численно равное выходному напряжению UuiAn цифроаналогового преобразователя 15, когда на всех информационных выходах счетч ика 14 импульсов имеют- |5 ся единицы. При этом суммарное напряжение второго II третьего входов сумматора U2.J иц| п Ед)0.

По абсолротной величине Ед должно

К

ЦЙП

быть заведомо больше паразитного на- - коэффициент преобразования по- 20 пряжения и„ во вс§х режимах работы.

При дальнейшем поступлении импульсов на вход вычитания счетчика импульсов содержание последнего уменьшается. Рассматривая по аналогии с привеследнего. Если частота f генератора 13 импульсов эталонной частоты выбрана такой, чтобы к моменту накопления N, полезный сигнал датчика не ус- 35 денным анализом другие возможные слу- пел заметно измениться, то практичес- , . выводу, что во ки справедливо равенство и,„ / UJ. случаях предложенная схема позволяет дости-чь практически полной компенсации паразитного напряжения и 30 поддерживать ее на протяжения всей работы устройства. Если в процессе работы напряжение „ меняет свой с положительного на отрицательный, то в счетчике 14 импз льсов в ЦАП Г5 не меняются. Аналогично расхо- 35 процессе выработки напряжения компен- домер работает, если напряжение и„ сации происходит переполнение, на изменяется при возрастании тока возбуждения после достижения им значе.Если в дальнейшем паразитное напряжение и не меняется, то переход через нуль как тока возбуждения, так и напряжения на выходе сумматора практически синхронный, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ не срабатывает, поэтому содержание счетчика 14 импульсов и выход

.информационных выходах счетчика импульсов устанавливаются все нули, а на первом выходе переполнения появляется импульс, поступающий на R-вход триггера 18 знака, который устанавливает на выходе последнего логический нуль. При этом ключ 16 размыкается и на третий вход сумматора напряжение не подается.

ния опорного напряжения - Е и перемены направления изменения тока.

Рассмотрим случай, когда U, положительно, а содержание счетчика 14 импульсов равно нулю. Пусть при этом ток возбуждения возрастает до значения - BQ . Так как напряжение U суммируется с отрицательным полезным сигналом, то нулевого значения сначала Достигает выходной сигнал сумматора, на выходе третьего сравнивающего устройства 19 появляется единица, .а так как выход второго сравнивающего устройства 9 - нуль,, то срабатывает логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 открывается второй логический элемент И 12 и через него начинают поступать импульсы на вход вычитания счетчика 14 импульсов. Так как содержание счетчика импульсов равно нулю, то при поступлении первого вычи8675

тающего импульса на всех информационных выходах устанавливаются единицы, а на втором выходе переполнения появляется импульс, который устанавливает выход триггера 18 знака в единицу, и ключ 16 замыкается. При этом к третьему входу сумматора- 3 подключается стабильное отрицательное на- д пряжение - Е с выхода источника 17, численно равное выходному напряжению UuiAn цифроаналогового преобразователя 15, когда на всех информационных выходах счетч ика 14 импульсов имеют- |5 ся единицы. При этом суммарное напряжение второго II третьего входов сумматора U2.J иц| п Ед)0.

По абсолротной величине Ед должно

воляет дости-чь практически полной компенсации паразитного напряжения и 0 поддерживать ее на протяжения всей работы устройства. Если в процессе работы напряжение „ меняет свой с положительного на отрицательный, то в счетчике 14 импз льсов в 5 процессе выработки напряжения компен- сации происходит переполнение, на

0

5

0

5

.информационных выходах счетчика импульсов устанавливаются все нули, а на первом выходе переполнения появляется импульс, поступающий на R-вход триггера 18 знака, который устанавливает на выходе последнего логический нуль. При этом ключ 16 размыкается и на третий вход сумматора напряжение не подается.

Изобретение позволяет избавиться от неидеальности элементов контура компенсации параз.итного напряжения и обеспечить практически ее полную компенсацию с коррекцией в каждые полпериода изменения тока возбуждения. Это позволяет увеличить точность измерения и обеспечить ее неизменность на протяжении длительного времени эксплуатации.

Формула изобретения

Электромагнитньй расходомер, с частотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, первое и

второе сравнивающие устройства, последовательно соединенные устройство управления генератором, генератор тока треугольной формы, катушку формирователя магнитного поля и резис- тор, а также ключ и сумматор, первый вход которого подключен к выходу усилителя сигнала датчика, а выход - к первому входу первого сравнивающего устройства, второй вход которо- го соединен с выходом устройства управления генератором, а выход - с входом последнего, причем ввод второго сравнивающего устройства подключен к точке соединения катушки формирова- теля магнитного поля и резистора, а второй вывод резистора соединен с общей точкой схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третье сра:внивающее устройство, счетчик импульсов-, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй логические элементы И, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, источник стабильного напря- жения, триггер знака, а также генер а- тор импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к первым вхоСоставитель Ю.Репин Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 3475/44 Тираж 693 Подписное ВНИИПИ Государственно го комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

дам первого и второго логических элементов И, причем вход третьего сравнивающего устройства подключен к выходу сумматора, а выход - к второму входу второго логического элемента И и первому входу логического элемента ИСКЛЮЧА ОЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого вместе с вторым входом первого логического элемента И подключен к выходу второго сравнивающего устройства, а выход соединен с третьими входами первого и второго логических элементов И, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам счетчика импульсов информационные выходы которого подсоединены к информационным входам цифрового преобразователя, а первый и второй выходы переполнения подключены соответственно к R- и S-входам триггера знака, выход которого соединен с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу источника стабильного напряжения, а сигнальный выход - к третьему входу сумматора, второй вход которого соединен с сигнальным выходом цифроаналогового преобразователя.

Изобретение предназначено для измерения расхода электропроводящих жидкостей.- Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство позволяет достичь почти полной компенсации паразитного напряжения и поддерживать ее на протяжении всей работы устройства. Если в процессе работы паразитное напряжение меняет свой знак с положительного на отрицательный, то в счетчике 14 импульсов в процессе выработки напряжения СЛ