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一种基于磁场测量的电磁流量计励磁电路

作者:江苏创辉自动化仪表有限公司
一种基于磁场测量的电磁流量计励磁电路,包括传感线圈、恒流源产生回路,及用于控制传感线圈中电流方向的H桥,用于控制H桥工作的H桥控制回路;所述H桥控制回路的各个控制信号输岀端分别接到H桥的各个控制端,所述传感线圈的两端分别接到H桥的两个输出端;其特征在于:所述恒流源产生回路包括功率管、放大器、比较器、霍尔元件;所述功率管或漏极接到H桥的低边输入端,源极接到地,或漏极接到正电源,源极接到H桥的高边输入端;所述放大器的同相输入端接霍尔元件的输出端,放大器的反相输入端经一输入电阻接到地,放大器的输出端经一反馈电阻接到放大器的反相输入端所述比较器的同相输入端接到基准电压,比较器的反相输入端接放大器的输出端,比较器的输出端接到功率管的栅极。
 
背景技术
电磁流量计是一种用于测量流体流量的仪表。励磁电路是电磁流量计不可或缺的重要组成部分,其作用是产生大小和时序受控的励磁电流,来激励传感器,从而产生磁场。流体在管道中做切割磁力线,在信号电极两端产生感应电压,感应电压的大小,与磁感应强度、流速均成正比。现有的电磁流量计都是通过控制励磁电流来实现保持磁场强度恒定的,电磁流量计所采用的现有典型励磁电路都包括电源、恒流源产生回路,及用于控制电流方向的H桥及其相关配套回路。图3为电磁流量计所采用的一种现有典型励磁电路,该电路中S31为电源,B31为H桥,U3为H桥控制回路,L31为传感线圈,放大器A31、比较器A32、功率管Q31及采样电阻R31构成恒流源产生回路,该励磁电路中的恒流源产生回路设置在低边。图4为电磁流量计所采用的另一种现有典型励磁电路,该电路中S41为电源,B41l为H桥,U41为H桥控制回路,L41为传感线圈,放大器A41、比较器A42、功率管Q41及采样电阻R41构成恒流源产生回路,该励磁电路中的恒流源产生回路设置在高边现有电磁流量计所采用的励磁电路(比如上述两种电路)存在不能监测磁场大小的缺点,当传感线圈产生匝间短路等故障时,会造成励磁电流恒定而磁场变小的问题,从而影响到电磁流量计的测量精度
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能根据磁场变化调整励磁电流,从而确保电磁流量计测量精度的基于磁玚测量的电磁流量计励磁电路。
为了解决上述技术问题,本实用新型所提供的一种基于磁场测量的电磁流量计励磁电路,包括传感线圈、恒流源产生回路,及用于控制传感线圈中电流方向的H桥,用于控制H桥工作的H桥控制回路;
所述H桥控制回路的各个控制信号输岀端分别接到H桥的各个控制端,所述传感线圈的两端分别接到H桥的两个输出端;其特征在于:所述恒流源产生回路包括功率管、放大器、比较器、霍尔元件
所述功率管或漏极接到H桥的低边输入端,源极接到地,或漏极接到正电源,源极接到H桥的高边输入端;
所述放大器的同相输入端接霍尔元件的输出端,放大器的反相输入端经一输入电阻接到地,放大器的输出端经一反馈电阻接到放大器的反相输入端;
所述比较器的同相输入端接到基准电压,比较器的反相输入端接放大器的输出端,比较器的输出端接到功率管的栅极。
本实用新型提供的基于磁场测量的电磁流量计励磁电路,利用霍尔元件的输出会根据磁场变化而变化的特性,来监测传感线圈产生的磁场,能根据磁场变化调整励磁电流,从而确保电磁流量计测量精度。
附图说明
图1是本实用新型di一实施例的基于磁场测量的电磁流量计励磁电路的电路结构示意图;
图2是本实用新型di二实施例的基于磁场测量的电磁流量计励磁电路的电路结构示意图;
图3是电磁流量计所采用的一种现有典型励磁电路的电路结构示意图;
图4是电磁流量计所采用的另一种现有典型励磁电路的电路结构示意图。具体实施方式
 
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述,但本实施例并不用于限制本实用新型,凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化,均应列入本实用新型的保护范围。如图1所示,本实用新型di一实施例所提供的一种基于磁场测量的电磁流量计励磁电路,包括传感线圈L1l、恒流源产生回路,及用于控制传感线圈中电流方向的H桥B11,用于控制H桥工作的H桥控制回路U11,用于向H桥供电的电源S11;所述H桥控制回路Ul1的各个控制信号输岀端分别接到H桥B1l的各个控制端,
所述传感线圈Lll的两端分别接到H桥Bl1的两个输出端;其特征在于:所述恒流源产生回路包括功率管Q11l、放大器A1l、比较器A12、霍尔元件Hl
所述功率管Q11的漏极接到H桥Bll的低边输入端,功率管Q11的源极接到地
所述放大器A11的同相输入端接霍尔元件H11的输出端,放大器A11的反相输入端经一输入电阻Rl接到地,放大器All的输出端经一反馈电阻R2接到放大器A11的反相输入端
所述比较器A2的同相输入端接到基准电压Vref11,比较器A12的反相输入端接放大器AlI的输出端,比较器A12的输出端接到功率管Ql1的栅极。
本实用新型di一实施例中,所述H桥及H桥控制回路均为现有技术。
本实用新型di一实施例中,所述放大器A11的输出信号增益为1倍,基准电压Vrefll I的取值为3V,放大器A1l及比较器A12采用的是型号为OPA2209的运放芯片,功率管Q11采用的是型号为IRF3607PBF的MOS管。
本实用新型di一实施例中,所述霍尔元件采用的是型号为Ss496A1的霍尔传感器,该传慼器的供电范围为4.5V~10.5V,典型的工作电压为5.0V,在5V供电电压下,能测量的磁场强度范围为-0.8mT~0.8mT,对应的输出电压为0.5V~4.5V。
本实用新型di一实施例的工作原理如下:
将霍尔元件H1l置于电磁流量计的导流管内表面某个特定位置上,利用霍尔元件HIl测量导流管内特定 点的磁场强度,当特定 点的磁场强度变小时,霍尔元件H11的输出电压也会变小,功率管Qll的栅极电压会增大,使得传感线圈Lll中的励磁电流增大,特定 点的磁场强度也随之变大,当特定 点的磁场强度变大时,霍尔元件Hl的输出电压也会变大,功率管Qll的栅极电压会减小,使得传感线圈L11中的励磁电流减小,特定 点的磁场强度也随之变小,这种负反馈调节方式使得传感线圈的磁场能保持恒定如图2所示,本实用新型二实施例所提供的一种基于磁场测量的电磁流量计励磁电路,包括传感线圈L21、恒流源产生回路,及用于控制传感线圈中电流方向的H桥B21用于控制H桥工作的H桥控制回路U21,用于向H桥供电的电源S21;
所述H桥控制回路υ21的各个控制信号输岀端分别接到H桥B2的各个控制端,
所述传感线圈L21的两端分别接到H桥B21的两个输出端
其特征在于:所述恒流源产生回路包括功率管Q21、放大器A21、比较器A22、霍尔元件H21
所述功率管Q21的漏极接到H桥B21的低边输入端,功率管Q21的源极接到地
所述放大器A21的同相输入端接霍尔元件H21的输出端,放大器A21的反相输入端经一输入电阻R21接到地,放大器A21的输出端经一反馈电阻R22接到放大器A21的反相输入端
所述比较器A22的同相输入端接到基准电压wref21,比较器A22的反相输入端接放大器A21的输出端,比较器A22的输出端接到功率管Q21的棚极。
本实用新型第二实施例与本实用新型di一实施例区别在于:本实用新型di一实施例的恒流源产生回路设置在H桥的低边,而本实用新型第二实施例的恒流源产生回路设置在H桥的高边,其它结构基本相同,工作原理也类似
 
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