Электромагнитный расходомер с компенсацией дрейфа нуля Советский патент 1976 года по МПК G01F1/24 

цйометров баланса с целью минимизации rio мехи. При наличии полезного сигнала, т.е. при расходе, невозможно на одной частоте разделить полезный сигнал и фазную помеху, так как они в фазе. В известном расходом е с целью разделения полезного сигна-. ле и фазной помехи возбуждается обмотка преобразователя расхода несинусоидальным током, содержащим в определенных пропорциях первую и третью (или пятую) гармонику. В схеме разделения помехи и полезного сигнала на базе элементов дискретно го действия получают синхронизированные импульс, ные напряжения на основной и трехкратной частоте и импульсные опорные напряжения синхронных детекторов. Импульсные напряжения основной и трех кратной частоты проходят фильтры, выделяющие из них первые гармоники. Эти первые гармоники основной и трехкратной чао тоты подаются в определенных пропорциях амплитуды на вход делителя тока, нагрузкой которого является обмотка возбуждения преобразователя расхода. После делителя сигналы преобразователя расхода на основной и трехкратной частоте подаются на фильтр высоких частот с частотой среза менщу основной и трехкратной частотой. Сигнал на трехкратной частоте (после фильтра) поступает на канал фазного сигнала (синхронный детектор с усилителем постоянного напряжения) и канал квадратурного сигнала. На выходе фазного канала установлен показывающий при- бор. Выходной сигнал квадратурного канала управляет балансирующим потенциометром ;между выводами отдельного электрода, компенсируя квадратурную помеху. Сигнал перед фильтром высоких частот подается на канал фазной помехи, выходной сигнал которого управляет балансирующим потенциоI метром между соседними электродами, ком пенсируя фазную помеху. В канале фазной помехи полезные сигналы основной и тре} кратной частоты взаимно компенсируются. Фильтры основных гармоник основной н трехкратной частоты должны иметь высоки порядок и, следовательно, крутые фазочастотные характеристики. Это приводит к нестабильным фазовым соотношениям между током возбуждения на основной и трехкрат ной частоте и, следовательно, к дополнительным погрешностям Фильтр для вьшеления основной и трехкратной частоты сигнала имеет также вь. |сокий порядок, что приводит к нестабильным фазовым соотношениям между сигналами и опорными напряжениями синхронных детекторов. Этот фильтр входит также в кон тур обратных связей, что увеличивает склонность системы к автоколебаниям и, следовательно, к ограничению глубины обратных связей. Это, в свою очередь, приводит к увеличению погрешности измерения. Схема регистрируем полезный сигнал только на ; каждом третьем полупериоде, что приводит к уменьшению соотношения сигнал-шум и динамической точности. Предлагаемый расходомер отличается |Тем, что он снабжен дополнительным каналом вьщеления фазного сигнала и дифференциальным усилителем. При этом выходы каналов вьшеления фазного сигнала подключены ко входам дифференциального усилителя. Это повышает точность измерения. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, где 1 - преобразователь расхода с тремя электродами и контуром компенсации, 2 - балансирующие управляемые резисторы, 3 - усилитель, 4 синхронный детектор, 5 - усилитель постоянного напряжения, 6 - канал выделения квадратурного сигнала, 7 - устройство yitравления балансирующими резисторами, 8сйнхронный детектор, 9 - усилитель посто- |янного напряжения, 10 - канал выделения | фазного сигнала, 11 - синхронный детектор, 12 - усилитель постоянного напряжения, 13 - канал выделения фазного сигнала, 14 - дифференциальный усилитель, 15 - устройство управления балансирующими резисторами, 16 - фазовращатели, 17 - уэилитель переменного тока, 18 и 1 9 - генераторы переменного напряжения на разных частотах. Устройство работает следующим образом. Выходное напряжение генераторов переменного напряжения 18 и 19 подается на вход усилителя переменного тока, на выходе которого подключены обмотки вОзбуждения преобразователя расхода 1. Таким | образом, в преобразователе создается мапнитная индукция одновременно на двух независимых частотах. Если, например, амплитуда индукции йа обеих частотах будет . равна, на входе усилителя 3 появится при расходе полезный сигнал на двух частотах и с одинаковой амплитудой. Опорные напряжения синхронных детекторов 8 и 11 фазированы соответственно напряжениями генераторов 18 и 19. Таким образом, при условии, что частоты генераторов не кратные, синхронными детекторами 8 и 11 регистрируется независимо по- |лезный сигнал на двух частотах. Выходной

сигнал петектора 8 усиливается усилителем 9 и поступает на выход устройства и одновременно-на один из входов дифферен циалъного усилителя 14. Выходной сигнал детектора 11 после прохождения усилителя 12 поступает на второй вход дифференциального усилителя 14,

При равных коэффициентах передачи каналов выделения фазного сигнала 10 и 13 и при отсутствии фазной помехи напряжение на выходе усилителя 14 равно нулю независимо от величины полезного сигнала.

Как только появляется на выходе усй|лителя 3 фазная помеха, выходные напряжения каналов 10 и 13 не равны, и на выходе усилителя 14 появляется напряжение. При варианте устройства с автоматической компенсацией это напряжение запускает устройство управления 15, которое, в свою очередь, передвигает движок потенциометра между соседними электродами преобразователя в положение, при котором фазная помеха отсутствует. Таким образом, изменения фазной помехи на выход прибора Ие поступают.

Как только появляется на входе усилителя 3 квадратурная помеха детектор 4 регистрирует ее и после усилителя 5 выход6

..ным сигналом детектора 4 запускают тройство управления 7. Последнее передвигает движок потенциометра между выводами отдельного электрода в положение, при котором квадратурная помеха отсутствует. : Опорное напряжение детектора 4 фазирует ся выходным напряжением фазовращателя il6, который поворачивает фазу на 80°. Вход фазовращателя может быть подключен .к выходу любого из генераторов.

Формула изобретения

1 Электромагнитный расходомер с компен 1сацией дрейфа нуля, содержащий преобразователь расхода с тремя электродами и коп туром компенсации, балансирующие упра ляемые резисторы, усилители, канал выделения фазного сигнала, канал выделения квадратурного сигнала, устройства управл ния балансирующими резисторами, генераторы переменного напряжения и усилители тока, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности измерения, он г

снабжен дополнительным каналом выделения фазного сигнала и дифференциальным усилителем, при этом выходы каналов выделения фазного сигнала подключены ко входам дифференциального усилителя.

I.