電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗器設(shè)計理論報告

引言：
　　設(shè)計了一種電磁流量計轉(zhuǎn)換器的校驗器，能直接利用電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器輸出的勵磁電流來提供校驗器的電源及同步信號而不需要外接電源，電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗器是一種對電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器進(jìn)行性能測試及標(biāo)定的裝置，已有的電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器是由一系列高精度的電阻網(wǎng)絡(luò)組成，一般只能進(jìn)行定點(diǎn)的測試及標(biāo)定，不同廠家的轉(zhuǎn)換器的放大倍數(shù)等參數(shù)不同，因此，這樣的電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗器只能在無監(jiān)測條件下對特定電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器進(jìn)行定點(diǎn)的測試及標(biāo)定。限制了電磁流量計應(yīng)用，可用于各種電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗。實踐證明，該校驗器的使用，將大大提高電磁流量計的測量精度

設(shè)計原理
　　
　　設(shè)計的電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗器包括待校驗的外部電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器和輸出模擬電磁流量計要測量的流體流速信號的電阻網(wǎng)絡(luò)。利用電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器輸出的勵磁電流提供電源及同步信號，得到模擬電磁流量計傳感器的輸出信號，該模擬信號相對大小可無級調(diào)整及測量；并且可以根據(jù)不同類型的轉(zhuǎn)換器調(diào)整輸出信號，可以模擬不同的流速信號及不同的流體阻抗，輸出信號的相對幅值可以用普通數(shù)字電壓表測量，可用于不同廠家的電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品的校驗。

四校驗器電路實現(xiàn)過程：
　　電路原理圖如圖2所示

校驗器的電路原理圖

1）將電磁流量計勵磁電流S1 的兩個輸出端分別與雙向穩(wěn)壓電路兩端及變壓器的初級線圈的兩個輸入端并聯(lián)，變壓器次級線圈輸出與S1電氣隔離的信號同步源和工作電源S2 。

2）變壓器次級線圈輸出信號S2的兩個輸出端分別接電阻網(wǎng)絡(luò)的輸入端和全波整流器的交流輸入端，全波整流器的直流輸出端為由可調(diào)恒流源和取樣電阻串聯(lián)構(gòu)成的負(fù)載回路提供電源，其中全波整流器的陽極接可調(diào)恒流源的輸入及續(xù)流電路的一端，全波整流器的陰極繼續(xù)流電路的另一端，取樣電阻的另一端接恒流源電路的輸出。當(dāng)續(xù)流電路的開關(guān)SW1斷開時，由可調(diào)恒流源肯定的電流I值A決議了流經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)輸入端的正負(fù)交變電流I的正負(fù)幅值A，使電阻網(wǎng)絡(luò)輸出校驗器的輸出信號S3，S3信號有正負(fù)幅值B；

B=KХA

K為衰減系數(shù)，由電阻網(wǎng)絡(luò)中的電阻值決議；

3）由電容和開關(guān)SW1組成的續(xù)流電路并聯(lián)在全波整流器的直流輸出端，續(xù)流電路的開關(guān)SW1接通時，使可調(diào)恒流源肯定的電流I值A在取樣電阻上構(gòu)成可直接丈量的直流電壓信號S4，經(jīng)過信號S4能夠得到信號S3交變電流I的正負(fù)幅值A，A=S4/R，R是取樣電阻的阻值。

4）經(jīng)過在續(xù)流電路的開關(guān)SW1斷開時，由可調(diào)恒流源電流i值A肯定校驗器的輸出信號S3，再在續(xù)流電路的開關(guān)SW1閉合時，經(jīng)過在對信號S4的丈量，得出實踐校驗器輸出信號S3的正負(fù)幅值B：

B=KХS4/R

　工作時各局部電流波形如圖3所示。

　全波整流電路D2輸出為U1提供電源，U1為可調(diào)恒流源電路，本例當(dāng)選用LM334，經(jīng)過調(diào)整R4可對其電流停止調(diào)整，電流的大小可經(jīng)過丈量R6兩端的電壓得到。當(dāng)用普通電壓表丈量經(jīng)過該電壓時，要將開關(guān)SW1接通，電容C1 接入電路起到濾波作用，使電流源電路得到穩(wěn)定的電源輸入，從而在R6兩端得到

　穩(wěn)定的可精確丈量的電壓，丈量終了斷開SW1。

　在圖2所示的電路中，經(jīng)過調(diào)整恒流源電流，得到的電流為2微安至4毫安，可在S3得到輸出電壓范圍約為0毫伏至40毫伏，相應(yīng)在丈量電阻R6兩端產(chǎn)生的電壓大小約為200微伏至400毫伏，可用普通數(shù)字電壓表丈量，調(diào)整R3及R4，可使本安裝順應(yīng)不同廠家的電磁流量計轉(zhuǎn)換器的校驗。設(shè)計的電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的校驗器工作時，其各局部的電流波形示于圖3。

校驗器各部分電流波形示意圖
　　三實現(xiàn)方案：

信號校驗儀設(shè)計方案圖　　
　　本設(shè)計包括待校驗的外部電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器和輸出模擬電磁流量計要測量的流體流速信號的電阻網(wǎng)絡(luò)，外部電磁流量計信號輸轉(zhuǎn)換器的勵磁電流輸出，經(jīng)一個雙向穩(wěn)壓器連接一個變壓器的初級輸入，變壓器的次級輸出連接電阻網(wǎng)絡(luò)的輸入，電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出經(jīng)一個全波整流器后，分別連接一個續(xù)流電路的輸入和一個恒流源電器的輸入，恒流源電路的輸出連接一個取樣電阻；所述的電阻網(wǎng)絡(luò)同時輸出模擬電磁流量計要測量的流體流速信號，連接到外部電磁流量計信號轉(zhuǎn)換器的信號輸入。