電磁流量計用刻度檢查器的制造方法
【專利摘要】本發明的課題在于提供一種電磁流量計用刻度檢查器，其在高精度、高穩定性、低價格的同時，能采用可任意設定的模擬流量信號來實施電磁流量計的轉換部的校正。緩沖放大器13的輸出連接于D/A轉換器21的REF輸入端子，D/A轉換器21的輸出連接于分壓電路22、緩沖放大器23。進而，D/A轉換器21中連接有數字設定部24。D/A轉換器21相對REF輸入了的基準電壓，輸出基于D/A轉換分壓比的模擬信號，作為模擬流量信號而向轉換部2輸出，該D/A轉換分壓比由采用數字設定器24而設定的任意的信號基準分壓比設定、流速值設定、百分比輸出設定構成。
【專利說明】
電磁流量計用刻度檢查器
技術領域
[0001]本發明提供一種電磁流量計用刻度檢查器，其能以良好的精度校正電磁流量計的轉換器。
【背景技術】
[0002]在電磁流量計中，使用勵磁線圈來對流過測定管中且具有導電性的流體施加交流磁場，并且根據法拉第定律，基于在與流體方向以及磁場方向相垂直方向產生的電動勢，求出流體的流速。
[0003]在圖5中表示一般的電磁流量計的結構圖，由檢測部I和轉換部2構成。檢測部I由供被測定流體流動的測定管3、配置于測定管3的周圍的勵磁線圈4、測定管3內設置的一對電極5a、5b構成。
[0004]在轉換部2中設置緩沖放大器6，其對電極5a、5b所感應的兩個流量信號進行差動接收。該緩沖放大器6的輸出依次連接于進行控制運算的CPU 7、以及輸出電路8。一方面，基于勵磁電路9的勵磁電流的輸出被連接于勵磁線圈4以及CPU 7，時機信號發生電路10的輸出連接于勵磁電路9以及CPU 7 ο
[0005]與以時機信號發生電路10所生成的低頻率周期同步，來自于勵磁電路9的正負的勵磁電流Iex被供給勵磁線圈4，若如此，作為與流過測定管3內的流體的流速成比例的流量信號，在電極5a、5b之間產生出電動勢Es。
[0006]在電極5a、5b之間產生的、進而從緩沖放大器6輸出的電動勢Es，能以下述(I)式所表不。
[0007]電動勢Es= K.B.V.D......(I)
[0008]其中，K為比例常數、B為基于勵磁線圈4產生的磁感應強度、V是被測定流體的流速、D是測定管3的口徑。
[0009]如果磁感應強度B與勵磁電流Iex成比例，根據(I)式，流速V根據下述(2)式而得至IJ。其中，α為每個檢測部I所規定的常數。
[0010]V = a.Es/Iex......(2)
[0011]電極5a、5b產生的電動勢Es以緩沖放大器6接收信息，進而被輸入到CPU7中。CPU7根據時機信號發生電路10的輸出，以與勵磁電流Iex同步的時機進行同步整流，同時，實施與(2)式的勵磁電流I ex的比較運算，將得到的流速V輸入到輸出電路8。輸出電路8中，轉換為程序用的規定的輸出信號。
[0012]在電磁流量計的整體的校正中，采用轉換部2，在檢測部I中流過流體，根據實際的流量，確定每個檢測部I的常數α，其中，轉換部2已經根據電氣方式校正了一定的輸入輸出關系。
[0013]而且，如專利文獻I的圖3所示那樣，為了電磁流量計整體的轉換部2的輸入輸出關系的校正，人們公知采用刻度檢查器進行增益調整或電流輸出調整等的校正方式。將輸入勵磁電流、輸出疑似流量信號的刻度檢查器代替檢測部I而與轉換部2連接，從而進行轉換部2的校正。
[0014]又，圖6為現有的刻度檢查器11的結構圖，為以模擬方式進行校正的方案。作為轉換部2的CPU 7的輸出的勵磁電流Iex，被供給到代替檢測部I而連接的刻度檢查器11的模擬勵磁負荷電路12。
[0015]所供給的勵磁電流Iex通過與模擬勵磁負荷電路12內的電流檢測電阻Rl乘積而轉換為電壓，電流檢測電阻Rl的兩端電壓以緩沖放大器13而除去共模成分。進而，在信號基準分壓電路14中，根據變阻器VR與固定電阻R2，被分壓為與信號電動勢的設計基準一致的電壓，被輸入到模擬流速設定部15的兩端。
[0016]在模擬流速設定部15中，根據旋轉開關來選擇輸出信號，比如算出相當于O?1m/8的模擬流量信號S，將與其對應的輸出信號通過緩沖放大器16輸出給百分比輸出設定部17，在百分比輸出設定部17中，根據旋轉開關，將在模擬流速設定部15所選定的模擬流量信號S以一定比例，比如分壓為10%的信號，從而輸出到緩沖放大器18。
[0017]而且，從緩沖放大器18輸出的信號，通過流量信號極性切換電路19向轉換部2的CPU 7作為模擬流量信號S而被輸入。輸入到CPU 7中的流量信號中，也連接有信號共模線，在流量信號極性切換電路19中，使流量信號的連接反轉。通過將根據反轉的正流或逆流方向的模擬流量信號S輸入到轉換部2，從而進行轉換部2的增益調整或電流輸出調整等的校正處理。
[0018]現有技術
[0019][專利文獻]
[°02°][專利文獻I]日本實開平6-69743號公報

【發明內容】

[0021]發明要解決的課題
[0022]但是，該【背景技術】的校正方法存在以下(a)?(C)所例舉的問題點。
[0023](a)在以前的刻度檢查器中，根據電流檢測電阻Rl正確檢測出勵磁電流的值，并進行分壓，從而輸出模擬流量信號S。在該模擬流量信號S的輸出中，要求有0.05%程度的高精度，因此，需要超精密電阻，比如誤差為0.02%程度的電流檢測電阻R1。該超精密電阻是非常昂貴的，導致該刻度檢查器也昂貴化。
[0024](b)在信號基準分壓電路14中，基于變阻器VR的分壓是必要的，變阻器VR的接點穩定性成為問題。
[0025](c)由于模擬流速設定部15、百分比輸出設定部17采用固定電阻的分壓處理，因此僅能輸出規定值的分壓值，不能進行任意值的輸出。
[0026]本發明的目的在于提供一種電磁流量計用刻度檢查器，其能解決上述課題，在高精度、高穩定性、低價格的同時，能采用可任意設定的模擬流量信號來實施電磁流量計的轉換部的校正。
[0027]為了達成上述目的，本發明的電磁流量計用刻度檢查器連接于由檢測部與轉換部構成的電磁流量計的上述轉換部，其特征在于，從上述轉換部輸入勵磁電流值，將根據電阻器而對該勵磁電流值進行了轉換的值作為基準電壓值，并且將該值輸入到D/A轉換器的REF輸入端子中，同時，基于連接于D/A轉換器的數字設定器所設定的信號基準分壓比而將上述基準電壓值進行分壓輸出后，作為模擬流量信號而輸出到上述轉換部。
[0028]根據本發明的電磁流量計用刻度檢查器，代替一直以來的模擬方式的分壓，以數字方式進行調整、設定，因此能設定并輸出任意的模擬流量，由此，在轉換部中能進行高精度的校正。又，因為可以補正電流檢測電阻的誤差，故可以不使用超精密電阻的電流檢測電阻。又，不需要變阻器，不會有變阻器的接點穩定性的問題。
【附圖說明】
[0029]圖1表示實施例1的電路構成圖。
[0030]圖2表示數字設定部的功能說明圖。
[0031]圖3表示實施例2的電路構成圖。
[0032]圖4表示實施例3的電路構成圖。
[0033]圖5表示一般的電磁流量計的電路構成圖。
[0034I圖6表示一直以來的電磁流量計的校正部的構成圖。
【具體實施方式】
[0035]基于圖1?4所示的實施例，對本發明進行詳細說明。
[0036][實施例1]
[0037]圖1為實施電磁流量計轉換部2的校正的電路構成圖，由電磁流量計的轉換部2與刻度檢查器20構成。又，關于刻度檢查器20的電感L與線圈的電阻成分r與電流檢測電阻Rl所構成的模擬勵磁負荷電路12、緩沖放大器13、流量信號極性切換電路19采用與圖6的【背景技術】同樣的電路。
[0038]在本發明中，刻度檢查器20進行轉換部2的校正，從轉換部2的勵磁電路9所供給的勵磁電流Iex通過電流檢測電阻Rl而轉換為電壓V，進而對該電壓V進行分壓，發生相當于電動勢Es的模擬流量信號S。又，在通常情況下，勵磁電流Iex以±100?250mA的范圍進行勵磁，作為電流檢測電阻Rl采用I Ω。在該場合，電壓V為±100?250mV的程度。
[0039 ]勵磁電流I ex與電壓V的關系與在圖5中的電極5a、5b之間所產生的電動勢Es中(I)式同樣成正比關系，因此，將電壓V以相當于電動勢Es的值進行分壓，由此，能以仿真的方式發生模擬流量信號S。
[0040]在圖1中，關于作為緩沖放大器13的輸入的電壓V，在緩沖放大器增益為I的場合，緩沖放大器13的輸出也與電壓V同值，其作為基準電壓Vm被輸入到D/A轉換器21。另外，緩沖放大器增益并不僅限于為I。
[0041 ] 緩沖放大器13的輸出連接于D/A轉換器21的REF輸入端子，D/A轉換器21的輸出連接于分壓電路22、緩沖放大器23。進而，D/A轉換器21中連接數字設定部24。
[0042]D/A轉換器21相對REF輸入端子作為數字分壓器而動作。作為D/A轉換器21的數字分壓器的分壓比，以數字設定部24而進行設定。對作為來自D/A轉換器21的輸出的模擬信號進行輸入的分壓電路22，將已輸入的模擬信號以一定比率的分壓比而分壓為模擬流量信號S的水平。
[0043]圖2表示D/A轉換器21與數字設定部24的功能的關系。D/A轉換器21與數字設定部24中，根據D/A轉換器21內的比如1C，針對與一直以來的例子的圖6的信號基準分壓電路14、模擬流速設定部15、百分比輸出設定部17同樣的功能進行數字化。
[0044]S卩，一直以來的例子的信號基準分壓、模擬流量設定、百分比輸出設定全部基于數字設定部24的數字設定而實現。由此，D/A轉換器21在有效的比特分辨率的范圍內，相對REF輸入后的基準電壓Vm，可進行基于任意的D/A轉換器21的分壓比的輸出設定。而且，能夠得到下述模擬信號，該模擬信號基于采用由數字設定部24而設定的任意的信號基準分壓比設定、流速值設定、百分比輸出設定構成的D/A轉換分壓比而成。
[0045]D/A轉換器21的信號基準分壓比為相對基準電壓Vm的流體的單位流速(Im/秒)的分壓比，該分壓比根據制造者或電磁流量計的口徑等而不同。
[0046]比如，在通常的電磁流量計的設計中，每個單位流速的信號電動勢以勵磁電流IexX Ιι?Ω的程度而被設計。因此，在將電流檢測電阻Rl設為I Ω的場合，分壓比作為D/A轉換分壓比與分壓電路22的分壓比的積，需要1/1000程度。進而，該積的分壓比可以輸出1/2000?1/200的范圍。
[0047]為了得到這樣的分壓比，需要使用16比特的D/A轉換器21與分壓電路22，從而得到
0.001%程度的精度。分壓電路22為進行固定比例的分壓的電路，比如為1 %的比率的話，D/A轉換分壓比可以采用1/100程度的數值。又，不采用分壓電路22，僅以D/A轉換器21進行分壓處理是可能的。在該場合，需要采用高比特的D/A轉換器21。
[0048]作為模擬的流速，可以設定0.1?12m/秒程度的范圍，能通過乘以分壓后的每單位流速的基準值，從而得到模擬流速信號S。在將該模擬流速信號S設為100%時，根據百分比輸出設定，進而能設定O?120%的范圍。
[0049]如此，針對設定任意的D/A轉換器21的分壓比、流速值設定、百分比輸出設定而輸出的模擬信號，進一步以分壓電路22而進行分壓，從而能夠發生任意的模擬流量信號S。
[0050]而且，能夠發生任意的模擬流量信號S的刻度檢查器20從電磁流量計將檢測部I分離，并連接到轉換部2，由此能夠作為進行增益調整或電流輸出調整等的矯正以及動作確認的檢測器而進行利用。由此，可不進行實際流動檢測即能進行轉換部2的校正處理以及動作確認，因此，存在可節約轉換部2的檢查的勞力以及時間的優點。
[0051]又，通過以數字方式進行各種的設定等，沒有從前的模擬方式那樣的精度上的制約，能以高精度、高穩定性、低價格的方式向轉換部2輸出模擬流量信號S。
[0052][實施例2]
[0053]在圖1所示的實施例1中，在刻度檢查器20中內藏有模擬勵磁負荷電路12，該模擬勵磁負荷電路12由電感L、線圈的電阻成分r、電流檢測電阻Rl構成。但是，在將特定的勵磁負荷、比如檢測部I的勵磁線圈4進行組合而使用的場合，也可使用刻度檢查器30，該刻度檢查器30的構成為:從刻度檢查器20中去除由相當于勵磁線圈4的線圈的電阻成分r與電感L構成的勵磁負荷而得到。
[0054]圖3為表示該場合的實施例2的刻度檢查器30的構成、轉換部2、檢測部I的連接狀態的電路構成圖。在刻度檢查器30內，代替模擬勵磁負荷電路12而設置僅具備電流檢測電阻Rl的勵磁電流檢測電路31，而且在轉換部2的勵磁電路9與勵磁電流檢測電路31之間配置并連接檢測部I，該檢測部I具有由線圈的電阻成分r與電感L構成的勵磁線圈4。
[0055]根據圖3所示的連接形態，在實施例1的檢查的基礎上，能夠檢查檢測部I的勵磁線圈4。又，可代替檢測部I而連接模擬檢測部，該模擬檢測部具有由相當于勵磁線圈4的電阻成分r與電感L構成的勵磁負荷。
[0056][實施例3]
[0057]根據轉換部2的設計，存在轉換部2的CPU7與勵磁電路9相互電干涉的場合。在如此的場合下，在刻度檢查器40內，需要分離出勵磁系統和模擬流向信號系統，該勵磁系統根據緩沖放大器13而將電流檢測電阻Rl的兩端電壓輸出，該模擬流向信號系統進行基于D/A轉換器21的D/A轉換。
[0058]在圖4所示的實施例3的電路構成圖中，在刻度檢查器40中，于勵磁系統與模擬流量信號系統之間配置隔離放大器41，將勵磁系統與模擬流量信號系統以物理方式進行分離。
[0059]因此，關于根據電阻器Rl將勵磁電流值轉換而得到的基準電壓Vm的輸出，通過防止電干涉的隔離放大器41，被輸出到D/A轉換器21的REF輸入端子。又，除了追加隔離放大器41的功能以外，與圖2的電路構成圖一致。
[0060]標號的說明:
[0061 ] 標號I表示檢測部；
[0062]標號2表示轉換部；
[0063]標號7表示CPU;
[0064]標號9表示勵磁電路；
[0065]標號12表示模擬勵磁負荷電路；
[ΟΟ??]標號13、23表不緩沖放大器；
[0067]標號19表示流量信號極性切換電路；
[0068]標號20、30、40表示刻度檢查器；
[0069]標號21表不D/A轉換器；
[0070]標號22表示分壓電路；
[0071 ]標號24表示數字設定部；
[0072]標號31表示勵磁電流檢測電路；
[0073]標號41表不隔離放大器。
【主權項】
1.一種電磁流量計用刻度檢查器，其連接于由檢測部與轉換部構成的電磁流量計的上述轉換部，其特征在于，從上述轉換部輸入勵磁電流值，將根據電阻器而對該勵磁電流值進行了轉換的值作為基準電壓值，并且將該值輸入到D/A轉換器的REF輸入端子中，同時，基于連接于D/A轉換器的數字設定器所設定的信號基準分壓比而將上述基準電壓值進行分壓輸出后，作為模擬流量信號而輸出到上述轉換部。2.根據權利要求1所述的電磁流量計用刻度檢查器，其特征在于，來自于上述D/A轉換器的輸出信號基于能根據上述數字設定器設定的上述信號基準分壓比、模擬流速、百分比輸出而進行輸出。3.根據權利要求1或2所述的電磁流量計用刻度檢查器，其特征在于，上述信號基準分壓比根據上述電磁流量計的口徑而設置為不同的值。4.根據權利要求1或2所述的電磁流量計用刻度檢查器，其特征在于，與上述轉換部的連接通過具有勵磁負荷的上述檢測部或模擬檢測部而連接。5.根據權利要求1或2所述的電磁流量計用刻度檢查器，其特征在于，關于根據電阻器將上述勵磁電流值轉換而得到的基準電壓值的輸出，通過防止電干涉的隔離放大器而輸出到上述D/A轉換器的REF輸入端子。
【文檔編號】G01F25/00GK106066200SQ201610250408
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610250408.3, CN 106066200 A, CN 106066200A, CN 201610250408, CN-A-106066200, CN106066200 A, CN106066200A, CN201610250408, CN201610250408.3
【發明人】竹田修, 鳥丸尚, 逢強, 陳立功, 陸經偉, 姚迪斐
【申請人】東京計裝株式會社