Цифровое измерительное устройство расходомера Советский патент 1980 года по МПК G01F1/58 

I

Изобретение относится к измерению расхода в частности электромагнитными расходомера «.

По основному авт. св. № 690298 иэаертно цифровое измерительное устрой- 5 . ство расходомера .

Однако оно не обеспечивает достаточней точности индикации.

Цель изобретения - повышение точности индикации. 10

Для этого в предлагаемом устройстве счетчик икшульсов снабжен регистром с двумя счетнамя входами и входом начг1льной установки, генератором имяульсов с двумя входами управления и 5 счетчиком с индикаторным устройством, прячем счетные входы регистра подключбцы соответственно к выходу логичесKdro вентиля, вход которого подключен к ыходу тактового генератора, дру- 20 .гой выход которого подключен к входу начальной установки регистра и одному из входов управления гене атора импульсов, другой вход управления которого подключен к выходу регистра и к 25 выходу генератора импульсов, а также входу счетчика с индикаторным устройством.

На чертеже изображена схема устрой ства предлагаемого расходомера. . , 30

Тактовый генератор 1 задает цикл работы устройства. Перед началом цикла ключи 2 и 3 разомкнуты, интегратор 4 разряжен (имеет нулевое выходное напряжение), регистр находится в начальном состоянии (которое может быть и нулевым) и порог компаратора 5 равен нулю. В течение первой части цикла (времени измерения Т) ключ 2 замкнут и сигнал расхода от основного выхода 6 преобразователя 7 расхода проходит через ключ 2, суммирующий узел В и синхронный детектор 9 на интегратор 4. При отсутствии квадратурной помехи сигнал на выходе синхрон ного детектора 9 имеет форму синусоиды выпрямленной в двухполупериодном выпрямителе, а на выходе интегратора 4 наблюдается сигнал в виде наклонной волнистой линии. Во время измерения растет пороговое напряжение компаратора 5. В момент равенства выходного напряжения интегратора с пороговым напряжением на выходе компаратора 5 возникает скачок напряжения, который передается на вход триггера 10 компенсации. Триггер 10 принимает новое положение, соответствующее новому состоянию выхода компаратора 5, только после поступления на его тактовый вход импульса опроса от тактового генератора 1. Опросные импульсы поступают в моменты, когда индукция в зазоре преобразователя 7 расхода, сле довательно, и сигнал расхода -проходят через нуль. Изменение положения триггера 10 вызывает замыкание ключа 3. В связи с этим компенсирующее напряжение (пропорциональное магнитной индукции от источника 11 компенсирующего напряжения (инк) поступает на минусовый вход суммирующего узла 8. мплитуда компенсируклцего напряжения подобрана равной 100%-ному сигналу расхода (пол ной шкале). Следовательно, разностной сигнал на выходе синхронного детектора 9 имеет противоположную полярность по сравнению с сигналом расхода, действовавшим до переключения триггера 10 и ключа 3. В связи с этим, выходное напряжение интегратора 4 начинает снова приближаться к пороговому напряжению. Новое состояние выхода компаратора 5, возникающее при равенстве измерительного и порогового напряжения, изменяет положение триггера 10 только после поступления очередного импульса опроса. Переключение тригге ра 10 размыкает ключ 3, действие компенсирующего напряжения прекращается и выходное напряжение интегратора 4 будет снова приближаться к пороговому напряжению со стороны нуля. Описанный процесс будет продолжать ся до конца времени измерения, после чего начинается вспомогательное время. С окончанием времени измерения размыкается ключ 2 и пороговое напряжение компаратора принимает снова нулевое значение. В связи с этим, независимо от соотношения напряжений измерительного, и порогового в конце времени измерения, в начале вспомога тельного времени выходное напряжение интегратора превышает пороговое и ключ 3 замыкается. Сигнал расхода, подаваемый во время измерения, отклю чен и окончательная компенсация происходит интенсивнее, чем компенсация внутри времени измерения. В течение вспомогательного времени сигнал опроса от тактового генера тора выдается постоянно и компенсация прекращается сразу при падении выходного напряжения интегратора до нуля. Тем самым интегратор готов к НОВОМУ циклу измерения. Тезуль.таты измерения среднего за время измерения расхода выражаются числом .полупериодов переменной магнитной индукции, в течение которых ключ 9 замкнут, т. е. в течение кото рых происходит, компенсация. Для умен шения погрешности, вызванной дискрет ностью, полупериод может быть делен на более мелкие участки. Тогда измерение расхода сводится к счету импульсов, соответствующих участкам полупериодов, в течение которых ключ 3 замкнут. Вывод числа этих импульсов на индикаторное табло ведется в два этапа. Для этого во время измерения в регистре 12 записывается число импульсов, соответствующих разомкнутому состоянию ключа 3, т. е. число, дополняющее результат до некоторой постоянной (объема регистра). Накопленный таким образом в виде дополняющего числа результат измерения передается в счетчик 13 с индикацией. Для этого оставшийся объем регистра 12 заполняют импульсами от управляемого генератора 14, а число потребовавшихся для этого импульсов (которое и есть истинный результат измерения) считывается счетчиком 13 с индикацией. Вход 15 управления логического вентиля 16 соединен с триггером 10 компенсации, так что во время компенсации вентиль заперт, а во время отсутствия компенсации открыт. При этом вход 17 запрета, управляеглый выходом 18 запрета счета тактового генератора 1, налагает дополнительное условие, так что во время переноса вентиль также .заперт, хотя компенсация в это время отсутствует . Таким образом, информация о расходе переносится с регистра 12 в счетчик с индикацией с помощью пакета на выходе управляемого генератора 14. Частота импульсов переноса выбирается, исходя из быстродействия примвняелаах логических элементов, максимальной, чтобы свести время переноса к минимуму. При необходимости время, в течение которого на логический вентиль 16 наложен запрет, увеличить на величину дополнительного времени запрета. Введение дополнительного времени запрета позволяет при необходимости уменьшить требуе1 ий объем регистра 12. Время переноса может бьйгь легко сокращено до нескольких миллисекунд, что составляет от общей длительности цикла в 10 с менее 0,1%, следовательно, немигакхций результат измерения расхода индуцируется практически за весь цикл. Формула изобретения Цифровое измерительное устройство расходомера по авт. св. 690298, отличающееся тем, что, с целью повышения точности индикации, счетчик импульсов снабжен регистром с двумя счетными входами и входом начальной установки, генератором импульсов с двумя входами управления и счетчиком с индикаторным устройством, причем счетные входы регистра подключены соответственно к выходу логического вентиля, вход которого подключен к выходу тактового генератора, другой выход которого подключен к входу начальной установки регистра и одному из входов управления генератора импульсов, другой вход управления которого подключен к выходу регистра.и к выходу генератора импульсов, а также входу счетчика с индикаторным устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2000687, 05.03.74 (прототип)

Ю

f

П

L.

V х| Ni 4 Ч

J