電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器設(shè)計(jì)理論報(bào)告

引言：
　　設(shè)計(jì)了一種電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器，能直接利用電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器輸出的勵(lì)磁電流來提供校驗(yàn)器的電源及同步信號(hào)而不需要外接電源，電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器是一種對(duì)電磁流量計(jì)信號(hào)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(jì)信號(hào)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(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器只能在無監(jiān)測條件下對(duì)特定電磁流量計(jì)信號(hào)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(jì)應(yīng)用，可用于各種電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)。實(shí)踐證明，該校驗(yàn)器的使用，將大大提高電磁流量計(jì)的測量精度

設(shè)計(jì)原理
　　
　　設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器包括待校驗(yàn)的外部電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器和輸出模擬電磁流量計(jì)要測量的流體流速信號(hào)的電阻網(wǎng)絡(luò)。利用電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器輸出的勵(lì)磁電流提供電源及同步信號(hào)，得到模擬電磁流量計(jì)傳感器的輸出信號(hào)，該模擬信號(hào)相對(duì)大小可無級(jí)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(hào)，可以模擬不同的流速信號(hào)及不同的流體阻抗，輸出信號(hào)的相對(duì)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(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品的校驗(yàn)。

四校驗(yàn)器電路實(shí)現(xiàn)過程：
　　電路原理圖如圖2所示

校驗(yàn)器的電路原理圖

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

2）變壓器次級(jí)線圈輸出信號(hào)S2的兩個(gè)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(shí)，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(yàn)器的輸出信號(hào)S3，S3信號(hào)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(shí)，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(hào)S4，經(jīng)過信號(hào)S4能夠得到信號(hào)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(shí)，由可調(diào)恒流源電流i值A肯定校驗(yàn)器的輸出信號(hào)S3，再在續(xù)流電路的開關(guān)SW1閉合時(shí)，經(jīng)過在對(duì)信號(hào)S4的丈量，得出實(shí)踐校驗(yàn)器輸出信號(hào)S3的正負(fù)幅值B：

B=KХS4/R

　工作時(shí)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(duì)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(shí)，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(jì)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)。設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的校驗(yàn)器工作時(shí)，其各局部的電流波形示于圖3。

校驗(yàn)器各部分電流波形示意圖
　　三實(shí)現(xiàn)方案：

信號(hào)校驗(yàn)儀設(shè)計(jì)方案圖　　
　　本設(shè)計(jì)包括待校驗(yàn)的外部電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器和輸出模擬電磁流量計(jì)要測量的流體流速信號(hào)的電阻網(wǎng)絡(luò)，外部電磁流量計(jì)信號(hào)輸轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁電流輸出，經(jīng)一個(gè)雙向穩(wěn)壓器連接一個(gè)變壓器的初級(jí)輸入，變壓器的次級(jí)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(gè)全波整流器后，分別連接一個(gè)續(xù)流電路的輸入和一個(gè)恒流源電器的輸入，恒流源電路的輸出連接一個(gè)取樣電阻；所述的電阻網(wǎng)絡(luò)同時(shí)輸出模擬電磁流量計(jì)要測量的流體流速信號(hào)，連接到外部電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入。