專利名稱：可提高電磁流量計(jì)計(jì)量精度的勵磁方式及其勵磁電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及-
-種三值交流勵磁方式，用于實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)中勵磁磁場的產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外電磁流量計(jì)的主要勵磁技術(shù)為直流勵磁(含永磁勵磁)、工頻正弦波勵磁、低頻矩形波勵磁、低頻三值矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁，然而這些勵磁方式都存在或多或少的缺陷。直流激磁方式由于在小流量測量時(shí)要求信號的直流穩(wěn)定度必須在幾分之一微伏之內(nèi)，因此它的應(yīng)用范圍很有限；工頻正弦激磁方式由于電磁感應(yīng)造成幅值與頻率成正比，從而產(chǎn)生了相位比流量信號滯后90°的正交干擾；低頻矩形波激磁、三值低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的勵磁方式，但由于正、負(fù)值勵磁狀態(tài)存在瞬間跳變，造成在切換點(diǎn)的磁場變化率dB/dt趨于無窮大(波形上表現(xiàn)為一個(gè)尖峰)，形成的微分干擾極大，導(dǎo)致信號穩(wěn)定性的降低。因此，如果采用以上這些勵磁方式，系統(tǒng)干擾強(qiáng)，穩(wěn)定性差，并不能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。發(fā)明創(chuàng)新內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的電磁流量計(jì)勵磁方式所存在的缺點(diǎn)，提供一種抗干擾能力強(qiáng)，能有效克服微分干擾、正交干擾的新型勵磁方式及其發(fā)生勵磁電本發(fā)明所述的可提高電磁流量計(jì)計(jì)量精度的勵磁方式，其特征在于勵磁曲線是含有零值與正、負(fù)電平的三值矩形波曲線，在零值與正、負(fù)電平之間的切換過程中含有兩段相切拋物線波段或一段正弦波段作為過渡，即為三值拋物線矩形波或三值正弦矩形波，其在整個(gè)勵磁周期內(nèi)整個(gè)波段的磁場變化率連續(xù)。所述的勵磁曲線按照式(1)
權(quán)利要求
1.一種用于電磁流量計(jì)的三值勵磁方式，其特征在于勵磁曲線是含有零值與正、負(fù) 電平的三值矩形波曲線，在零值與正、負(fù)電平之間的切換過程中含有兩段相切拋物線波段 或一段正弦波段作為過渡，即為三值拋物線矩形波或三值正弦矩形波，其在整個(gè)勵磁周期 內(nèi)整個(gè)波段的磁場變化率連續(xù)；所述的勵磁曲線按照式(1)
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的勵磁方式的勵磁電路，其特征在于包含電路I和電路II，所 述的電路I由場效應(yīng)管和三極管組成的H橋式開關(guān)電路，勵磁線圈接于H橋的對角線上，通 過兩路控制信號ctr_l和ctr_2控制三極管的通斷，從而控制loop_l和loop_2端的電平， 實(shí)現(xiàn)勵磁線圈中電流的方向的切換；所述的電路II由一個(gè)運(yùn)算放大器和三極管組成的恒流源電路，其輸入為由MCU直接產(chǎn) 生控制的經(jīng)RC電路濾波的脈沖寬度調(diào)制PWM信號，用一系列矩形脈沖來代替一個(gè)拋物線波 或正弦波N等分，看成N個(gè)相連的等幅不等寬的脈沖序列，寬度按拋物線或正弦規(guī)律變化， 繼而形成與拋物線或正弦波等效的PWM波形信號，從而產(chǎn)生三值拋物線矩形波或三值正弦 矩形波，即為新型的三值勵磁方式。所述的PWM波形信號，通過由所述的恒流源電路和H橋式開關(guān)電路組成的勵磁電路供 給所述的勵磁線圈，所述的勵磁線圈接于所述的H橋電路的對角線上，從而形成三值拋物 線(正弦)矩形波勵磁方式。
3.如權(quán)利要求2所述的用于電磁流量計(jì)的勵磁電路，其特征在于所述的恒流源電路 包含一個(gè)運(yùn)算放大器、一個(gè)三極管、一個(gè)二極管、一個(gè)電容和四個(gè)電阻，所述的H橋式開關(guān) 電路包含四個(gè)場效應(yīng)管或兩組對應(yīng)的三極管、四個(gè)二極管，外圍包含六個(gè)三極管和數(shù)個(gè)電 阻；所述的恒流源電路中，MCU控制的PWM信號經(jīng)RC濾波和分壓后接于運(yùn)算放大器的反向 端，運(yùn)算放大器的輸出端連接電阻后接于PNP三極管的基極，三極管的發(fā)射極接12V的電源 電壓，由集電極輸出給H橋式電路提供電壓，二極管橋接與三極管的發(fā)射極和集電極之間， 運(yùn)算放大器的正向端給采樣電阻提供標(biāo)準(zhǔn)電壓；所述的H橋式電路中，P溝道的兩個(gè)場效應(yīng)管的源極與恒流源中三極管的集電極相接， 漏極與N溝道的場效應(yīng)管的漏極相接，N溝道場效應(yīng)管的源極接采樣電阻后入地；四個(gè)場效 應(yīng)管的柵極分別于外圍電路相接，與P溝道場效應(yīng)管連接的外圍電路包含一個(gè)三極管和兩 個(gè)電阻，三極管的集電極與柵極相接，發(fā)射極直接入地，基極接電阻和IO 口 ；與N溝道場效應(yīng)管連接的外圍電路包含一對三極管和三個(gè)電阻，其PNP三極管的集電極接電阻后與柵極相連，發(fā)射極接12V電源，基極接NPN三極管的集電極和電阻，NPN三極管的發(fā)射極再入地， 基極接電阻和IO 口。
全文摘要
可提高電磁流量計(jì)計(jì)量精度的勵磁方式，勵磁曲線是含有零值與正、負(fù)電平的三值矩形波曲線，在零值與正、負(fù)電平之間的切換過程中含有兩段相切拋物線波段或一段正弦波段作為過渡，即為三值拋物線矩形波或三值正弦矩形波，其在整個(gè)勵磁周期內(nèi)整個(gè)波段的磁場變化率連續(xù)。其勵磁電路由MCU直接產(chǎn)生，MCU控制形成與拋物線或正弦波等效的PWM波形信號，再通過由恒流源電路和H橋式開關(guān)電路組成的勵磁電路供給勵磁線圈，勵磁線圈接于H橋電路的對角線上，從而形成三值拋物線(正弦)矩形波勵磁方式。本發(fā)明具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01F1/60GK102564503SQ201110418118
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者周連廷, 巫群洪, 歐林林 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)