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電磁流量計時分割乘法器電路
關鍵字：電磁流量計 日期：2013-1-23 9:12:24
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電磁流量計時分割乘法器電路
在具有磁場補償方式的轉換器系統(tǒng)方案電路中，時分割乘法器把磁場、流量信號和輸出脈沖有機地聯(lián)系在一起，構成閉環(huán)的負反饋系統(tǒng)，稱為測量電路的核心。含有乘法器的反饋系統(tǒng)稱為除法運算電路，用束補償由于勵磁電壓（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)字量測量的結合，較模擬型轉換器更接近數(shù)字化測量。具有磁場補償轉換器電路中的時分割乘法器，常用CMOS電路的電子開關作脈沖調(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強度幅度和波形的變化而變化。將基準電壓VR通過負載電阻R1接到CD4066開關1/0端A。同時，把流量信號放大、轉換為同定脈沖寬度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)制低頻的基準電壓VR，結果在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。電磁流量計將乘法器的輸出信號作為負反饋信號與前置放大后的流量信號作減法運算，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換器的頻率信號輸出；同時，將頻率輸出（占空比）輸入到乘法器的電子開關控制端，構成閉臺負反饋系統(tǒng)，作除法運算以補償磁場變動的影響。這個過程在本章第二節(jié)已經(jīng)作過討論，這里僅分析乘法器的輸入一輸出關系；
設調(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換器輸出頻率和磁感應強度的乘積成正比。使用這種乘法器，可直接輸出頻率，便于累計總量。但這種乘法器電路構成的測量系統(tǒng)缺點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換器輸出占空比和磁感應強度的乘積成正比。這種乘法器是以占空比輸出的50%為零點，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)點是可測雙向流量，零點穩(wěn)定。缺點是占空比輸出后面的變換輸出頻率和電流電路較復雜。所以，國產(chǎn)的LD244是使用固定t，改變頻率，的方案。 |
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