Электромагнитный расходомер с частотным выходом

 

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

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 д1) 4 G 01 F 1/58 ъ

gPPPE= Ч " Ф f g Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3891712/24-10 (22) 20. 03. 85 (46) 07.08.87. Бюл. ¹ 29 (71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса и Ленинградский завод "Ленводоприбор" (72) 1О.-А.А.Вирбалис, P.С.Вайкасас, А.-А.П.Раджюнас и О.А.Барабанов (53) 681. 121. 84 (088. 8) (56) Патент США № 4210022, кл. G 01 F 1/58, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 972222, кл. С 01 F i/58, I982. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬЙ РАСХОДОМЕР

С ЧАСТОТ НЬР1 ВЫХОДОМ (57) 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 импуль-. сов в процессе выработки напряжения

i ера 18 знака, который установит на выходе последнег0 логический нуль.

При этом ключ 16 разомнется и на вход сумматора 3 напряжение подаваться не будет. 1 ил.

1328675 компенсации произойдет переполнение.

На информационных выходах счетчика 14 импульсов установятся все нули, а на первом выходе переполнения появится импульс, поступающий на К-вход тригИзобретение относится к измерению расхода электропроводящих жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерений, На чертеже показана блок-схема предлагаемого расходомера.

Расходомер содержит датчик 1, к электродам которого подсоединен уси литель 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 выход — 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 ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ

10 и первого логического элемента

И 11. Первый вход последнего вместе с первым входом второго логического элемента И 12 подключен к выхоцу генератора 13 импульсов эталонной частоты, а третьи входы первого 11 и второго 12 логических элементов И соединены с выходом логического элемента HCKJIM×ÀÞÙÅÅ ИЛИ 10. Выходы первого 11 и второго 12 логических элементов И соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика 14 импульсов, информационные выходы кото-. рого соецинены с информационными входами цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 15, выход которого подключен к. второму входу сумматора 3„ тре— тий вход которого через ключ 16 соедипен с источником 17 стабильного напряжения. управляющий вход ключа 16 соединен с выходом триггера 18 знака, R- u S-входы которого подключены со6 ответственно к первому и второму выходам переполнения c:÷åò÷èêà 14 импульсов. Быход сумматора 3 соединен с входом третьего сравнивающего устройства 19, выход которого подсоединен к первому входу логического элемента ИСКЛ(ОЧА10ЩГЕ ИЛИ 10 и второму входу второго логического элемента

И 12.

Расходомер .работает следующим образом.

В момент перехода выходного напряжения генератора 6 через нулевое значение полезный сигнал датчика равен нулю и на его выходе деиствует паразитное напряжение Ц„, обусловленное разностью электродных потенциалов.

Если U„c О, на выходе ЦАП 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, который поступает на первый вход логического элемента ИСК31 0ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10.

Б момент перехоца 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 ИЛИ 10 становится равным логической единице, а на его выходе появляется логическая единица. Так как на втором и третьем входах первого логического элемента И 11 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

1328675 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 ИЛИ 10 появляется нуль и.первый логический элемент И 11 закрывается.

Пусть в счетчике 14 импульсов до срабатывания устройства 19 накопилось число Nä. Тогда на выходе ЦАП 15 действует напряжение Уц„„ =К „„ И, где

К вЂ” коэффициент преобразования поцдп следнего. Если частота f генератора 13 импульсов эталонной частоты выбрана такой, чтобы к моменту накопления N полезный сигнал датчика не успел заметно измениться, то практически справедливо равенство U ц„, = / U (. .Если в дальнейшем паразитное напряжение U„ не меняется, то переход через нуль как тока возбуждения, так и напряжения на выходе сумматора практически синхронный, элемент ИСКЛ!ОЧА10ЩЕЕ

ИЛИ не срабатывает, поэтому содержание счетчика 14 импульсов и выход

ЦАП 15 не меняются. Аналогично расхо— домер работает, если напряжение U„ изменяется при возрастании тока возбуждения после достижения им значения опорного напряжения — E« 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 — Eo . 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 вычи5

55 тотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, первое и тающего импульса на всех информационных выходах устанавпиваются 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 напряжение — Е, с выхода цсточника 17, численно равное выходному напряжению

U>A„ цифроаналогового преобразователя 15, когда на всех информационных выходах счетчика 14 импульсов имеются единицы. При этом суммарное напряжение второго и третьего входов сумматора U ç Пц п+(— E„)=0.

По абсолютной величине Е должно быть заведомо больше паразитного напряжения Б„ во всех режимах работы.

При дальнейшем поступлении импульсов на вход вычитания счетчика импульсов содержание последнего уменьшается.

Рассматривая по аналогии с приведенным анализом другие возможные слу— чаи, можно прийти к выводу, что во всех случаях предложенная схема позволяет достичь практически полной компенсации паразитного напряжения и поддерживать ее на протяжении всей работы устройства. Если в процессе работы напряжение U меняет свой знак с положительного на отрицательный, то в счетчике 14 импульсов в процессе выработки напряжения компенсации происходит переполнение, на 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 паразитного 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 из обретения

Электромагнитный расходомер с часСоставитель Ю.Репин

Редактор 0.10рковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 3475/44 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 13286 второе сравнивающие устройства, последовательно соединенные устройство управления генератором, генератор тока треугольной формы, катушку формирователя магнитного поля и резис- 5 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- 10 го соединен с выходом устройства управления генератором, а выход — с входом последнего, причем ввод второго сравнивающего устройства подключен к точке соединения катушки формирова- 15 теля магнитного поля и резистора, а второй вывод резистора соединен с общей точкой схемы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третье 20 сравнивающее устройство, счетчик импульсов; цифроаналоговый преобразователь, первый и второй логические элементы И, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ KIH источник стабильного напря- 25 жения, триггер знака, а также генератор импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к первым вхо75 6 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

ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ 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- u 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.