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电磁流量计时分割乘法器电路
关键字:电磁流量计 日期:2013-1-23 9:12:24
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电磁流量计时分割乘法器电路
在具有磁场补偿方式的转换器系统方案电路中,时分割乘法器把磁场、流量信号和输出脉冲有机地联系在一起,构成闭环的负反馈系统,称为测量电路的核心。含有乘法器的反馈系统称为除法运算电路,用束补偿由于励磁电压(或电流)以及励磁线圈电阻变化引起的输出变化。这种测量系统是模拟最测最与数字量测量的结合,较模拟型转换器更接近数字化测量。具有磁场补偿转换器电路中的时分割乘法器,常用CMOS电路的电子开关作脉冲调制。以图4- 47所示,分析CD4066为例的乘法器的_丁作原理。
电路中,磁场采样的基准电压VR是与流量信号波形一样的低频、带有积分过渡过程的矩形波,VR能跟随磁场的磁感应强度幅度和波形的变化而变化。将基准电压VR通过负载电阻R1接到CD4066开关1/0端A。同时,把流量信号放大、转换为同定脉冲宽度t、频率周期可变的输出脉冲vc(即输出占空比信号)加在CD4066开关的控制端C。这样,用高频的控制脉冲vc去调制低频的基准电压VR,结果在CD4066的输出端B,得到被调制波形VB(用VB中带有剖面线的部分表示调制渡)。再通过由电阻R2和电容C组成的高通滤波器将调制输出的高频分量滤掉得到乘法器的输出信号。电磁流量计将乘法器的输出信号作为负反馈信号与前置放大后的流量信号作减法运算,再经过放大器放大、同步采样和V/F变换为频率信号输出(占空比信号)。一方面把频率信号作为转换器的频率信号输出;同时,将频率输出(占空比)输入到乘法器的电子开关控制端,构成闭台负反馈系统,作除法运算以补偿磁场变动的影响。这个过程在本章第二节已经作过讨论,这里仅分析乘法器的输入一输出关系;
设调制脉冲的周期为r,脉冲宽度为t,被调制的采样基准电压为VR.调制输出脉冲的直流平均值,按几何面积等效,即将Vc输出的剖面部分等效,得到圉中虚线部分的低频分量的电压平均值。数学上,输出电压的直流分量可用式(4 - 32)表示

这里,被称为占空比。如果把t固定下来,改变T.即改变f,电磁流量计测量输出的是频率信号。式(4 - 32)则表示乘法器输出电压与转换器输出频率和磁感应强度的乘积成正比。使用这种乘法器,可直接输出频率,便于累计总量。但这种乘法器电路构成的测量系统缺点是只能测量单方向流量,而且乘法器下限精度较差。如果把T’固定下来,改变t,即不改变频率f.测量输出的是占空比信号。式(4 - 32)则表示乘法器输出电压与转换器输出占空比和磁感应强度的乘积成正比。这种乘法器是以占空比输出的50%为零点,正向流量的占空比在50c/o—900/0变化,反向流量的占空比在50c/c~ 10%可变。优点是可测双向流量,零点稳定。缺点是占空比输出后面的变换输出频率和电流电路较复杂。所以,国产的LD244是使用固定t,改变频率,的方案。 |
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