Электромагнитный расходомер Советский патент 1991 года по МПК G01F1/58 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к расходомерам для жидких сред с преимущественно ионной проводимостью.

Цель изобретения - повышение точно- сти измерения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого расходомера.

Расходомер содержит датчик 1 расхода, преобразователь 2 тока в контрольный сиг- нал, источник 3 тока питания электромагнита датчика расхода, блок 4 коммутации, блок 5 преобразования сигнала расхода, регулятор 6 коэффициента передачи, первое 7, второе 8 и третье 9 устройства выборки-хра- нения, блок 10 сравнения и управляемый источник 11 образцового сигнала.

Расходомер работает следующим образом.

Расходомер работает циклически, с раз- делением каждого цикла работы на три такта.

В течение первого такта работы расходомера источник 3 тока питания обеспечивает нулевой ток питания электромагнита датчика 1. При этом на дополнительном выходе источник 3 тока создает сигнал, поддерживающий первое 7 и второе 8 устройства выборки-хранения в состоянии хранения, третье устройство 9 выборки-хра- нения в состоянии выборки, источник 11 образцового сигнала в состоянии нулевого выходного сигнала, а блок 4 коммутации в состоянии соединения его первого входа с выходом. В результате возникающее при контакте электродов датчика 1 расхода г, измеряемой средой напряжение Un поляризации через блок 4 коммутации, блок 5 пре- образования сигнала и регулятор 6 поступает на вход блока 10 сравнения, срав- нивающего выходное напряжение регулятора 6 с нулевым образцовым сигналом и§. источника 11, а через третье устройство 9 выборки-хранения на другой вход блока 5 преобразования сигнала поступает напря- жение 11кп компенсирующее напряжение поляризации и суммарные с ним напряжения дрейфов в блоке 4 коммутации и регуля- торе 6. После завершения процесса компенсации на выходе регулятора б будет присутствовать только напряжение Ua ошибки системы автоматического регулирования, образованной узлами 5, 6, 9, 10 и 11 расходомера.

В течение второго такта работы рас- ходомера источник 3 тока питания обеспечивает номинальный ток I питания электромагнита расхода.

При этом на дополнительном выходе источник 3 тока создает сигнал, поддерживающий первое 7 и третье 9 устройства выборки-хранения в состоянии запоминания, второе устройство 8 выборки-хранения в состоянии выборки, управляемый источник 11 образцового сигнала в состоянии номинального образцового сигнала, а блок 4 коммутации в состоянии соединения его второго входа с выходом. В результате возникающее при прохождении тока I от источника 3 тока через преобразователь 2 тока напряжение Ui контрольногосигнала через блок 4 коммутации, блок 5 преобразозания сигнала и регулятор б поступает на вход блока 10 сравнения, сравнивающего выходное напряжение UK регулятора 6 с образцовым сигналом Do источника 11, при этом через второе устройство 8 выборки-хранения на вход управляющего сигнала регулятора б поступает напряжение, изменяющее коэффициент гередачи регулятора 6 таким образом чтобы его выходное напряжение было равно образцовому сигналу После окончания процесса регулирования совокупная передача узлов 5 и 6 расходомера будет равна номинальной с точностью до ошибки систе ы автоматического регулирования, обг чзозанной узлами 5, 6, 8, 10 и 11 оасходогг У При этом вследствие пропорционально ти контрольного сигнала току I питания датчика 1 расхода, нестабильность тока питания не влияет на градуировку расходомера, поскольку чувствительность электромагнитного датчика 1 расхода также пропорциональна току питания

В течение третьего такта работы расходомера источник 3 тока питания продолжает обеспечивать номинальный ток питания электромагнита датчика 1 расхода При этом на дополнительном выходе источник 3 тока создает сигнал, поддерживающий первое устройство 7 выборки-хранения в состоянии выборки, второе 8 и третье 9 устройства выборки-хранения в состояниях хранения, а блок 4 коммутации в состоянии соединения его первого входа с выходом В результате возникающее при измерении расхода жидкости, движущейся через магнитное поле датчика 1 расхода, напряжение сигнала расхода с электродов датчика 1 через блок 4 коммутации, преобразователь 5 сигнала, регулятор 6 и первое устройство 7 выборки- хранения поступает на выход расходомера образуя выходной сигнал Ua.

Поскольку в первом и втором тактах работы расходомера в основных активных узлах (4, 5 и 6) его измерительного тракта были автоматически устранены аддитивной и мультипликативное отклонения передаточной функции от номинальной, выходной сигнал расходомера не будзт иметь

аддитивной и мультипликативной погрешностей, обусловленных измерительной схемой, т.е. в расходомере имеет место повышенная точность передачи измерительной информации. При этом должна быть обеспечена только кратковременная стабильность передачи у источника 3 тока, блока 5 преобразования сигнала и регулятора 6, характеристики которых должны быть достаточно стабильными в течение одного цикла измерения. Требованиям долговременной стабильности в расходомере должны отвечать лишь датчик 1 расхода, преобразователь 2 гока в контрольный сигнал, источник 11 образцового сигнала и устройство 7 выборки-хранения,

Формула изобретения Электромагнитный расходомер, содержащий последовательно соединенные источник тока питания, преобразователь тока в контрольный сигнал, датчик расхода и блок коммутации, второй вход которого подключен к второму выходу преобразователя

тока в контрольный сигнал, а выход - к входу блока преобразования сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные регулятор коэффициента передачи и первое устройство выборки-хранения, последовательно соединенные блок сравнения и второе устройство выборки-хранения, выходом подключенное

к второму входу регулятора коэффициента передачи, третье устройство выборки-хранения, включенное между выходом блока сравнения и вторым входом блока преобразования сигнала расхода, управляемый источник образцового сигнала, подключенный к входу блока сравнения, второй вход которого соединен с входом первого устройства выборки-хранения, выход которого является выходом расходомера, при этом управляющие входы бпока коммутации первого, второго и третьего устройств выборки-хранения и управляемого источника образцового сигнала подключены к управляющим выходам источника тока питания.

Изобретение относится к рдсходомет рии и позволяет повысить точность измере ния расхода электромагнитным способом Расходомер работает циклически, с разделением каждого цикла работы на три такта В течение первого такта работы расходомера источник 3 тока питания обеспечивает нулевой ток питания электромагнита датчика 1 расхода. 1:ри этом в расходомере происходит компенсация напряжения поляризации и дрейфов в блоке 4 коммутации и в регуляторе 6 коэффициента передачи В течение второго такта работы источник 3 тока питания обеспечивает номинальный ток питания электромагнита датчика 1 расхода При этом происходит регулировка ко эффициента передачи регулятора 6 таким образом, чтобы его выходное напряжение было равно образцовому сигналу. В третьем такте работы на выходе расходомера образуется напряжение, пропорциональное расходу. Выходной сигнал расходомера не имеет аддитивной и мультипликативной погрешностей 1 ил сл с