Электромагнитный расходомер

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМ , содержащий датчик, устройство форм . рования опорного напряжения, предварительный усилитель сигнала датчика . и компенсационную измерительную схему, ;содержащую сумматор, схему выделения; полезного сигнала и блок обратной связи, причем выходы предварительно- ; го усилителя сигнала датчика и .блока обратной связи подсоединены к входам сумматора, выход которого через схё- -; му выделения полезного сигнала соединен с входом блока обратной связи Изобретение относится к приборостроению , конкретно к электромагнитным расходомерам для измерения расхода сред с ионной проводимостью. Целью изобретения является повышение точности измерения расхода. На чертеже приведена структурная схема расходомера.-. Расходомер состоит из датчика электроды которого подключены к щ едварительному усилителю 2 сигнала а выход устройства формирования опорг ного сигнала соединен с входами опорного сигнала схемы вьщеления полезного сигнала и блока обратной связи, .о тличающийся тем, что, с целью повьшвния точности-измеренияj блок обратной связи содержит два полевых транзистора, операционный усилитель , режекторный фильтр, регулируемый делитель напряжения и два резистора , при этом затворы полевых транзисторов через регулируемый де-. литёль подключены к выходу схемы выделения полезного сигнала, истоки полевых транзисторов соединены с общей точкой компенсационной измерительQ ной схемы, стоки полевых транзистоW ров соединены соответственно с. входами операционного усилителя и через резисторы - с входом опорного сигнала блока обратной связи, инвертирующий вход операционного усилителя , соединен с его выходом через режек торный фильтр, а выход операционного усилителя соединен с выходом блока 00 , обратной связи. ч сд 4ib со датчика. Опорное напряжение, синфа:з-.ное индукции магнитного поля датчика вырабатьтается устройством формирования опорного напряжения 3. Выход ; предварительного усилителя подключенk компенсационной измерительной схеме, включающей сумматор 4, схему выделения полезного сигнала 5 и блок обратг ной связи 6. Схема выделения полезного сигнала содержит усилитель рассо- ; гласования с большим коэффициентом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Ц1) < 01 F 1/58. ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1 ,(21): 3743195!24-10 (22) 12.02.84 (46) 30;11.90. Бюл. Ф 44 (72) В.М.Зверев„ В.В.Каравашкин и М.M.Êàçàêîâ (53) 681.121 (088.8) (56) Кремневский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975.

Расходомер электромагнитный ИР-61.

Паспорт; Таллиннское ПО "Промприбор"., Таллинн, 1981. (54)(57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМ содержащий датчик, устройство форм. рования опорного напряжения, предва-. ,рительный усилитель сигнала датчика и компенсационную измерительную схему, :,содержащую сумматор, схему выделения полезного сигнала и блок обратной связи, причем выходы предварительно го усилителя сигнала датчика и,блока обратной связи подсоединены к входам. сумматора, выход которого через -схе- му выделения полезного сигнала соединен с входом блока обратной связи,.

Изобретение относится к приборостроению, конкретно к электромагнитным расходомерам для измерения расхода сред с ионной проводимостью, Целью изобретения является повы- шение точности измерения расхода, На чертеже приведена структурная схема расходомера.

Расходомер состоит из датчика 1,: электроды которого подключены к предварительному усилителю 2 сигнала

2 а выход устройства формирования опор-, ного сигнала соединен с входами опорного сигнала схемы выделения полезЪ ного сигнала и блока обратной связи, .отличающийся тем, что, . с целью повышения точности измерения, блок обратной связи содержит два полевых транзистора, операционный усилитель, режекторный фильтр, регулируемый делитель напряжения и два резистора, при этом затворы полевых транзисторов через регулируемый де-. литель подключены к выходу схемы выделения полезного сигнала, истоки полевых транзисторов соединены с общей точкой компенсационной измерительной схемы, стоки полевых транзисторов соединены соответственно с. входами операционного усилителя и через резисторы — с входом опорного сигнала блока обратной связи, инвертирую;,щий вход операционного усилителя, соединен с его выходом через режек.,торный фильтр, а выход операционного усилителя соединен с выходом блока

; обратной связи., cO датчика. Опорное напряжение, синфаз-. ное индукции магнитного поля датчика, вырабатывается устройством формирова.ния опорного. напряжения 3. Выход предварительного усилителя подключен-.,В к компенсационной измерительной схеме, .включающей сумматор 4, схему выделе-: ния полезного сигнала 5 и блок обратной связи 6. Схема выделения полеэно- го сигнала содержит усилитель рассо- . гласования с большим коэффициентом

1187549 усиления, синхронный детектор и усилитель постоянного тока. Устройство отрицательной обратной связи 6 состоит иэ операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен режекторный фильтр, и двух полевых транзисторов, стоки ! ,которых подсоединены к входам усили- теля, а на затворы через регулируемый,10 делитель напряжения (R2, R3, R4) по,дается выходное напряжение U q>, расходомера. С выхода устройства формирования 3 опорное напряжение по-, дается на схему .выделения полезного ! сигнала 5 и через резисторы R1, R5— на вход операционного усилителя в устройстве 6.

Расходомер работает следующим образом. 20

Сигнал с датчика, содержащий полезную составляющую и трансформаторную помеху, подается на вход предварительного усилителя, в котором осу-, ществляется усиление и перевод сиг-,25 нала датчика в несимметричный сигнал.

С выхода предварительного усилителя сигнал поступает на вход сумматора, на другой вход которого подается. сфор-. мированное блоком обратной связи ком-";З0 пенсирующее напряжение, пропорцио= нальное полезной составляющей сигнала.

Разностный сигнал усиливается усилителем рассогласования и поступает на синхронный детектор. Ойорное напряжение поступает одновременно на синхронный детектор и блок обратной связи. Синхронный детектор и усилитель постоянного тока осуществляют подавление трансформаторной помехи сигнала датчика. Выходное напряжение ,усилйтеля . постоянного тока Ust,lx пропорциональное полезной составляющей сигнала, являетея мерой расхода.

Посредством устройства обратной связи это напряжение преобразуется в . компенсирующий сигнал.

Блок обратной связи (модулятор) представляет собой умножитель напряжения с переменной крутизной. Резис-: торы Rl, R5 и сопротивления каналов полевых транзисторов образуют мосто вую схему, в одну диагональ которой лодается опорное напряжение, а в дру гую включен операционный усилитель.

Сопротивление каналов транзисторов.

55 изменяются под воздействием выходного напряжения Uz + расходомера, поступающего с .усилителя йостоянного тока. Таким образом, амплитуда и фаза

1 переменного напряжения на выходе операционного усилителя зависят от соотношения сопротивлений каналов транзисторов.

Полевые транзисторы входят в состав микросхемы-сборки, благодаря чему имеют близкие электрические параМетры. Подключение двух полевых транзисторов к входам операционного усилителя обеспечивает температурную стабильность устройства, благодаря свойству операционного усилителя ослаблять синфазное изменение сигнала на входах.

При подключении электродов полевых транзисторов непосредственно к входам операционного усилителя напряжение иа них поддерживается .на уровне нскусственной земли, в результате чего напряжение сток — исток полевых транзисторов мало и почти не меняется даже при значительном изменении вход ного сигнала. Тем самым обеспечивается условие, когда полевой транзистор имеет вольтамперную характеристику, достаточно .близкую к характерис тике омического сопротивления. Подключение затворов полевых транзисторов через регулируемый. делитель. напряжения к выходу канала выделения полезного сигнала позволяет перераспределять управляющее напряжение на затворах транзисторов и тем самым получить линейную передаточную функцию устройства.

Режекторный фильтр, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, уменьшает коэффициент передачи устройства на всех частотах, кроме частоты возбуждения магнитной системы датчика. Поэтому на выход устройства проходит сигнал только основной частоты, амплитуда которого строго пропорциональна выходному напряжению канала выделения полезного сигнала. Применение режекторного фильтра позволило существенно увеличить отношение сигнал/шум на выходе

:устройства и .использовать в качестве опорНого сигнала переменное напряже- . ние с большими нелинейными йскажениями.

Устройство обеспечивает, таким образом, повышение точности измерения расхода за счет обеспечения более высоких метрологических характеристик цепи обратной связи.

1187349

Редактор О,Филиппова Техред M.Äèäûê Корректор Т.Малец

: Заказ 4341 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101