JPH0738821Y2

JPH0738821Y2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH0738821Y2
Application number: JP1987088052U
Authority: JP
Inventors: 広岡庭; 文雄長坂; 裕志渡辺
Original assignee: 山武ハネウエル株式会社
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2002-06-09
Also published as: JPH0170124U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は電磁流量計に関し、時に測定出力のふらつきを
抑制するダンピング回路の遅れ要素を少なくして回路の
小型，低コスト化を図つた電磁流量計に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第６図は従来の一般的な電磁流量計の構成を示すブロツ
ク図である。同図において、１は測定すべき流体の流れ
る測定管、２はこの管１を挾んで対向して配置された励
磁コイル、3a,3bは流体の流れを挾んで励磁コイル２と
は直交する方向に配置された１対の検出電極であり、こ
れら測定管1,励磁コイル２および検出電極3a,3bにより
検出器11が構成されている。また、励磁コイル２には、
励磁電流発生回路４から商用周波のAC（交流）電源に同
期した矩形波の交流電流が励磁電流として供給され、そ
れによつて、測定管１内に流体の流れに直交する交流磁
界が形成されている。これにより、測定管１を流れる流
体中には、その流速に応じた超電力が交流磁界と直交す
る方向に発生し、この超電力が測定管１の内壁面に対向
配置された１対の検出電極3a,3bにより検出され、これ
が流速に応じた検出信号つまり流量信号となる。そし
て、１対の検出電極3a,3bからの流量信号は、前段増幅
器5₁,5₂および差動増幅器5₃からなる交流増幅回路５で
増幅され、サンプルホールド回路6,7に入力されてい
る。

ここで、サンプルホールド回路6,7は、それぞれ抵抗6₁,
7₁と、サンプリング信号S₁およびS₂によりオン，オフす
るスイツチ6₂および7₂と、コンデンサ6₃,7₃と、高入力
インピーダンスのバツフア増幅器6₄,7₄からなり、交流
増幅回路５で増幅された第７図（ａ）に示す矩形波の流
量信号をAC電源に同期したサンプリング信号S₁およびS₂
（第７図（ｂ），（ｃ）参照）によりサンプルホールド
したうえ、その出力値をさらに差動増幅器８で差動増幅
して、直流信号に変換するものとなつている。この時、
サンプルホールド回路6,7のサンプリングのタイミング
は、第７図に示すように、矩形波の励磁電流に同期した
流量信号で最も安定した最後のステージで行なうように
設定されている。

このようにして変換された直流の流量信号は、可変抵抗
9₁とコンデンサ9₂および増幅器9₃からなるダンピング回
路９でダンピングされてその信号に含まれるノイズを除
去した後、電圧・電流（V/I）変換器10にて電流信号に
変換することにより、その電流信号を流量に応じた測定
出力として外部へ送出するものとなつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、電磁流量計においては、一般的に信号変換器
の周囲から入いり込むAC電源の商用周波数ノイズや検出
器11の検出電極3a,3b間に発生する流体ノイズなどによ
り測定出力が変動してふらつきやすく、このふらつきを
抑制するために、ダンピング回路９が用いられている。
しかし、出力の応答速度を遅くしようとすると、ダンピ
ング回路９の時定数を大きくしなければならず、その結
果、ダンピング回路９を構成する抵抗9₁,コンデンサ9₂
として、それぞれ大きな抵抗値，コンデンザ容量のもの
が必要になる。このため、回路構成のコストアツプとプ
リント板スペースの増加を招いてしまうという問題があ
つた。

本考案は、このような点に鑑みてなされたものであり、
測定出力のふらつきを抑制するダンピング回路の遅れ要
素を少なくして回路の小型，低コスト化を可能にした電
磁流量計を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の電磁流量計は、流体に磁界を与えたときに生ず
る起電力を流量信号として検出する検出器と、この検出
器から得られる流量信号をサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路と、このサンプルホールド回路の出力値
を差動増幅したうえ、その出力のふらつきを抑制するダ
ンピング回路を具備し、前記サンプルホールド回路に複
数個のサンプリング時定数回路部を設けることにより、
出力の応答速度に応じて、サンプリング周期もしくはサ
ンプリング時間とサンプリング時定数とをそれぞれ切換
えるようにしたものである。

〔作用〕

本考案においては、ダンピング回路の遅れ要素を少なく
することができる。すなわち、ダンピング回路は連続時
間系の応答であるのに対し、サンプルホールド回路は離
散時間系の応答になる。また、サンプルホールド回路
は、抵抗値，コンデンサ容量，サンプリング周期，サン
プリング時間の４つの要因により応答時間が決まる。そ
のため、これらの定数を適切に選択すれば、ダンピング
回路の抵抗値およびコンデンサ容量より小さな定数で、
同様の応答速度を得ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例と共に本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案による電磁流量計の一実施例におけるサ
ンプリング時定数を切換えるものの中で抵抗値の切換え
を示すブロツク図である。この実施例の電磁流量計は、
検出器11の検出電極3a,3b間に得られる超電力を流量信
号として検出し、この流量信号を交流増幅回路5,サンプ
ルホールド回路6,7および差動増幅器８を介して直流信
号に変換した後、その信号をダンピング回路９を経てV/
I変換器10で電流信号に変換するように構成されている
点は、第６図の従来例のものと同様であるが、一方のサ
ンプルホールド回路６を構成するサンプリング部に、ス
イツチ6₂のオン時に抵抗6₁とコンデンサ6₃から形成さ
れ、スイツチ6₂aのオン時に抵抗6₁aとコンデンサ6₃から
形成される２個のサンプリング時定数回路部6A,6Bを設
けると共に、他方のサンプルホールド回路７を構成する
サンプリング部に、スイツチ7₂のオン時に抵抗7₁とコン
デンサ7₃から形成され、スイツチ7₂aのオン時に抵抗7₁a
とコンデンサ7₃から形成される２個のサンプリング時定
数回路部7A,7Bを設ける。そして、出力の応答速度に応
じて、サンプルホールド回路６および７の各サンプリン
グ時定数回路部6A,6Bおよび7A,7Bを選択して、それらサ
ンプルホールド回路6,7の抵抗値を切換えるようにした
ものである。

この時、サンプルホールド回路6,7の抵抗6₁,7₁は同じ抵
抗値R₁を有し、抵抗6₁a,7₁aも同じ抵抗値R₂（R₂≠R₁）
を有する。また、コンデンサ6₃,7₃は同じコンデンサ容
量を有し、スイツチ6₂a,7₂aは、そのスイツチ6₂,7₂を駆
動する従来と同様のサンプリング信号S₁,S₂によつて選
択的にオン，オフするものとなつている。なお、図中、
同一符号は同一または相当部分を示している。

上記実施例によると、出力の応答速度に応じて、サンプ
ルホールド回路６および７の各サンプリング時定数回路
部6A,6Bおよび7A,7Bを適宜選択して、それらサンプルホ
ールド回路6,7の抵抗値R₁,R₂を切換えることにより、該
各サンプルホールド回路6,7の応答速度をそれぞれ変え
ることができる。これによつて、ダンピング回路９は遅
れ要素を従来のものより少なくすることができる。ま
た、本実施例のサンプルホールド回路6,7とダンピング
回路９の組み合せにより、良好な出力の応答速度を作り
出すことができる。

第２図は本考案におけるサンプリング時定数を切換える
ものの中でコンデンサ容量の切換えを示すものであり、
この実施例が第１図のものと異なる点は、出力の応答速
度に応じて、サンプルホールド回路６および７のコンデ
ンサ容量を切換えるようにしたことである。ここで、サ
ンプルホールド回路６のサンプリング時定数回路部6A,6
Bは、抵抗6₁とスイツチ6₂の直列体に対して、互いにコ
ンデンサ容量の異なるコンデンサ6₃,6₃aとスイツチ6₅,6
₅aとの直列体を互いに並列接続した構成とし、スイツチ
6₂の動作に同期してスイツチ6₅または6₅aを選択的にオ
ン，オフ駆動する。また、サンプルホールド回路７のサ
ンプリング時定数回路部7A,7Bは、抵抗7₁とスイツチ7₂
の直列体に対して、コンデンサ容量の異なるコンデンサ
7₃,7₃aとスイツチ7₅,7₅aとの直列体を互いに並列接続し
た構成とし、スイツチ7₂の動作に同期してスイツチ7₅ま
たは7₅aを選択的にオン，オフ駆動するものとなつてい
る。従つて、本実施例においても第１図のものと同様の
効果を奏する。

第３図は本考案におけるサンプリング周期の切換えを説
明するものであり、この実施例では、第６図と同じ構成
のサンプルホールド回路6,7を用い、これらサンプルホ
ールド回路6,7に、第４図に示すように互いに周期（T,T
/2）の異なる２つのサンプリング信号S₁,S₁aをそれぞれ
選択的に加えることにより、各サンプルホールド回路6,
7のサンプリング周期を出力の応答速度に応じて切換
え、それらサンプリング回路の応答速度を変えるように
したものである。

第５図は本考案におけるサンプリング時間の切換えを説
明するためのサンプリング信号の波形図であり、この実
施例では、第３図の構成のサンプルホールド回路6,7
に、第５図に示すように、互いにサンプリング時間（t
s,2ts）の異なる２つのサンプリング信号S₁,S₁bをそれ
ぞれ選択的に加えることにより、それぞれ選択的に加え
ることにより、各サンプルホールド回路6,7のサンプリ
ング時間を出力の応答速度に応じて切換え、それらサン
プリング回路の応答速度を換えるようにしたものであ
る。

なお、上記した実施例では、サンプルホールド回路の抵
抗値，コンデンサ容量，サンプリング周期，サンプリン
グ時間の個々の要素について２通りの場合を例にとつて
示したが、本考案は、これに限らず、個々の要素につい
て３通り以上の切換えを行えるようにしても良く、また
抵抗値とコンデンサ容量との両方とも切換えるようにし
ても良い。

また、マイクロプロセツサを用いた電磁流量計の場合に
は、ダンピンク回路の機能をソフトウエアにより持たせ
ることができるが、この場合においても、本考案は、適
用できることはいうまでもない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ダイピング回路
の遅れ要素を従来より少なくできるので、このダンピン
グ回路で使用する抵抗値，コンデンサ容量を小さな値に
抑えることができると共に、コストを低く抑えることが
できる。また、回路基板のスペースも小さくすることが
できる。さらに、出力の応答速度が同じであつても、サ
ンプリング回路の遅れ要素が大きいほど、ノイズの減衰
率が高いので、耐ノイズ特性の向上が図れる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるサンプリング時定数
を切換えるものの中で抵抗値の切換えを示すブロック
図、第２図は本考案におけるサンプリング時定数を切換
えるものの中でコンデンサ容量の切換えを示す要部構成
図、第３図は本考案におけるサンプリング周期の切換え
を説明するための要部構成図、第４図は第３図の要部構
成図に供するサンプリング信号の波形図、第５図は本考
案におけるサンプリング時間の切換えを説明するサンプ
リング信号の波形図、第６図は従来の一般的な電磁流量
計の構成を示すブロツク図、第７図は第６図における流
量信号とサンプルホールド回路によるサンプリングのタ
イミング関係を示す説明図である。１……測定管、２……励磁コイル、3a,3b……検出電
極、４……励磁電流発生回路、５……交流増幅回路、6,
7……サンプルホールド回路、6A,6B,7A,7B……サンプリ
ング時定数回路部、８……差動増幅器、９……ダンピン
グ回路、11……検出器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】流体に磁界を与えたときに生ずる起電力を
流量信号として検出する検出器と、この検出器から得ら
れる流量信号をサンプルホールドするサンプルホールド
回路と、このサンプルホールド回路の出力値を差動増幅
したうえ、その出力のふらつきを抑制するダンピング回
路を具備し、前記サンプルホールド回路に複数個のサン
プリング時定数回路を設けることにより、出力の応答速
度に応じて、サンプリング時定数とサンプリグ周期もし
くはサンプリング時間とをそれぞれ切換えるようにした
ことを特徴とする電磁流量計。