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電磁流量計(jì)時(shí)分割乘法器電路
關(guān)鍵字：電磁流量計(jì) 日期：2013-1-23 9:12:24
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電磁流量計(jì)時(shí)分割乘法器電路
在具有磁場補(bǔ)償方式的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)方案電路中，時(shí)分割乘法器把磁場、流量信號和輸出脈沖有機(jī)地聯(lián)系在一起，構(gòu)成閉環(huán)的負(fù)反饋系統(tǒng)，稱為測量電路的核心。含有乘法器的反饋系統(tǒng)稱為除法運(yùn)算電路，用束補(bǔ)償由于勵磁電壓（或電流）以及勵磁線圈電阻變化引起的輸出變化。這種測量系統(tǒng)是模擬最測最與數(shù)字量測量的結(jié)合，較模擬型轉(zhuǎn)換器更接近數(shù)字化測量。具有磁場補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器電路中的時(shí)分割乘法器，常用CMOS電路的電子開關(guān)作脈沖調(diào)制。以圖4- 47所示，分析CD4066為例的乘法器的_丁作原理。
電路中，磁場采樣的基準(zhǔn)電壓VR是與流量信號波形一樣的低頻、帶有積分過渡過程的矩形波，VR能跟隨磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度幅度和波形的變化而變化。將基準(zhǔn)電壓VR通過負(fù)載電阻R1接到CD4066開關(guān)1/0端A。同時(shí)，把流量信號放大、轉(zhuǎn)換為同定脈沖寬度t、頻率周期可變的輸出脈沖vc(即輸出占空比信號)加在CD4066開關(guān)的控制端C。這樣，用高頻的控制脈沖vc去調(diào)制低頻的基準(zhǔn)電壓VR，結(jié)果在CD4066的輸出端B，得到被調(diào)制波形VB(用VB中帶有剖面線的部分表示調(diào)制渡)。再通過由電阻R2和電容C組成的高通濾波器將調(diào)制輸出的高頻分量濾掉得到乘法器的輸出信號。電磁流量計(jì)將乘法器的輸出信號作為負(fù)反饋信號與前置放大后的流量信號作減法運(yùn)算，再經(jīng)過放大器放大、同步采樣和V/F變換為頻率信號輸出（占空比信號）。一方面把頻率信號作為轉(zhuǎn)換器的頻率信號輸出；同時(shí)，將頻率輸出（占空比）輸入到乘法器的電子開關(guān)控制端，構(gòu)成閉臺負(fù)反饋系統(tǒng)，作除法運(yùn)算以補(bǔ)償磁場變動的影響。這個(gè)過程在本章第二節(jié)已經(jīng)作過討論，這里僅分析乘法器的輸入一輸出關(guān)系；
設(shè)調(diào)制脈沖的周期為r，脈沖寬度為t，被調(diào)制的采樣基準(zhǔn)電壓為VR．調(diào)制輸出脈沖的直流平均值，按幾何面積等效，即將Vc輸出的剖面部分等效，得到圉中虛線部分的低頻分量的電壓平均值。數(shù)學(xué)上，輸出電壓的直流分量可用式(4 - 32)表示
這里，被稱為占空比。如果把t固定下來，改變T．即改變f，電磁流量計(jì)測量輸出的是頻率信號。式(4 - 32)則表示乘法器輸出電壓與轉(zhuǎn)換器輸出頻率和磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積成正比。使用這種乘法器，可直接輸出頻率，便于累計(jì)總量。但這種乘法器電路構(gòu)成的測量系統(tǒng)缺點(diǎn)是只能測量單方向流量，而且乘法器下限精度較差。如果把T’固定下來，改變t，即不改變頻率f．測量輸出的是占空比信號。式(4 - 32)則表示乘法器輸出電壓與轉(zhuǎn)換器輸出占空比和磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積成正比。這種乘法器是以占空比輸出的50%為零點(diǎn)，正向流量的占空比在50c/o—900/0變化，反向流量的占空比在50c/c~ 10%可變。優(yōu)點(diǎn)是可測雙向流量，零點(diǎn)穩(wěn)定。缺點(diǎn)是占空比輸出后面的變換輸出頻率和電流電路較復(fù)雜。所以，國產(chǎn)的LD244是使用固定t，改變頻率，的方案。 |
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