[發(fā)明專利]勵磁電壓調(diào)整方法、控制電路及電磁流量計勵磁電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410054809.2
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103759773A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王長密;馬小永;祁泓;周錦華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中銳智誠科技有限公司
• 主分類號: G01F1/60
• 分類號: G01F1/60;G01F1/58
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域　

本發(fā)明涉及電磁流量計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種勵磁電壓調(diào)整方法、控制電路及電磁流量計勵磁電路。　?

背景技術(shù)　

電磁流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，傳感器為流量測量提供工作磁場并輸出感應(yīng)電壓信號，轉(zhuǎn)換器中的電子電路為傳感器的勵磁線圈提供勵磁電流，并將傳感器輸出的微弱電壓信號放大處理后計算出對應(yīng)的流速和流量值。　?

勵磁電路是轉(zhuǎn)換器中的關(guān)鍵電路，通常由勵磁電源、勵磁線圈驅(qū)動電路（簡稱Ｈ橋電路）和恒流源電路構(gòu)成。而轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的溫升主要來自用于為整個電磁流量計供電的外部電源電路和所述勵磁電路，所述勵磁電路中的溫升則產(chǎn)生于勵磁電源和恒流源電路的功耗，前者可以采用開關(guān)電源技術(shù)來降低相關(guān)器件的功耗，而恒流源電路上的壓降與勵磁電源輸出電壓和傳感器的勵磁線圈直流電阻直接有關(guān)。由于傳感器的勵磁線圈直流電阻的變化范圍很大，最小只有30Ω左右，最大可達110Ω左右，所以，當(dāng)勵磁電源輸出的勵磁電壓一定時，勵磁線圈直流電阻上的壓降越小，恒流源電路上的壓降就越大，則恒流源電路的功耗越大，這導(dǎo)致恒流源電路的溫升越高，反之亦然。然而，轉(zhuǎn)換器內(nèi)部過高的溫升不僅會降低流量測量精度，還會影響轉(zhuǎn)換器自身的工作溫度范圍、工作的可靠性及其壽命等，還導(dǎo)致了目前國內(nèi)部分廠家生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換器，要求其有30分鐘的預(yù)熱時間，用來克服溫升引起的始動漂移的影響。　?

現(xiàn)有技術(shù)中主要采用以下方案來降低恒流源電路上的壓降，以克服轉(zhuǎn)換器內(nèi)部溫升問題：　?

方法一：　?

參見圖1所示的勵磁電路示意圖，本方案通過外接電阻的方式降低恒流源電路上的壓降。具體地，勵磁電源輸出的電壓Ｅ與各部分元器件上的壓降滿足以下關(guān)系：Ｅ＝ＵＫ+ＵＬＲ+ＵＷＲ+ＵＣ，其中，ＵＫ為Ｈ橋電路（所述Ｈ橋電路由4只橋?式連接的功率雙極型晶體管或場效應(yīng)管Ｋ1至Ｋ4構(gòu)成）上的壓降，ＵＬＲ為勵磁線圈直流電阻上的壓降，ＵＷＲ為外接電阻上的壓降，ＵＣ為恒流源電路上的壓降。由于ＵＫ上的壓降可忽略不計且Ｅ恒定不變，所以在未采用外接電阻時，恒流源電路上的壓降與勵磁線圈直流電阻的阻值成反比，即直流電阻越小，流源電路上的壓降越大，所以，可通過在Ｈ橋電路和勵磁線圈之間串接電阻的方式來分擔(dān)恒流源電路上的壓降。　?

為了保證恒流源電路能夠工作且具有較低的溫升，理想狀態(tài)下是將恒流源電路上的壓降控制在某個理想值，該理想值是使恒流源能夠工作的最小恒流源壓降，假設(shè)該理想值為2.25Ｖ，但是，因外接電阻的阻值在可選范圍內(nèi)規(guī)格有限，很難選取合適的外接電阻與勵磁線圈直流電阻進行匹配，使恒流源電路上的壓降控制在2.25Ｖ或2.25Ｖ以上的合適范圍內(nèi)，導(dǎo)致對某些電磁流量計的溫控效果較差，此外，在勵磁電路外部串接電阻，操作起來也很不方便。　?

方法二：　?

參見圖2所示的另一勵磁電路示意圖。由于勵磁電壓調(diào)整電路所需的控制電壓Ｕ與恒流源電路上的壓降往往不同，所以將恒流源電路上的壓降經(jīng)電阻Ｒ1和電阻Ｒ2進行分壓得到電阻Ｒ2上的壓降，并將Ｒ2上的壓降作為反饋信號來控制勵磁電壓調(diào)整電路，使勵磁電壓調(diào)整電路輸出的勵磁電壓和勵磁線圈的直流電阻成正比，以保證施加在恒流源電路上的壓降較小。　?

但是，由于分壓電阻Ｒ1和Ｒ2的阻值在可選范圍內(nèi)規(guī)格有限、且勵磁電壓調(diào)整電路所需的控制電壓Ｕ在一定范圍內(nèi)，所以，勵磁電壓調(diào)整電路輸出勵磁電壓的調(diào)整范圍受到分壓電阻的阻值可選范圍與勵磁電壓調(diào)整電路所允許的控制電壓范圍之間的匹配度的限制，這導(dǎo)致勵磁電壓調(diào)整電路輸出的勵磁電壓在有限的范圍內(nèi)，導(dǎo)致對某些電磁流量計的溫控效果較差。　?

發(fā)明內(nèi)容　

有鑒于此，本發(fā)明實施例的主要目的在于提供一種勵磁電壓調(diào)整方法、控制電路及電磁流量計勵磁電路，以通過有效降低恒流源電路的壓降，實現(xiàn)降低電磁流量計轉(zhuǎn)換器內(nèi)部溫升的目的。　?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種勵磁電壓調(diào)整方法，所述方法?應(yīng)用于電磁流量計勵磁電路，所述電磁流量計勵磁電路包括串聯(lián)連接的勵磁電壓調(diào)整電路、勵磁線圈驅(qū)動電路和恒流源電路，所述電磁流量計勵磁電路還包括控制電路和低通濾波器電路，則所述方法包括：　?

所述控制電路獲取所述恒流源電路上的第一壓降；　?

如果所述第一壓降不在設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，則所述控制電路調(diào)整自身輸出的ＰＷＭ方波的占空比，以便所述調(diào)整后的ＰＷＭ方波經(jīng)所述低通濾波器電路濾波后產(chǎn)生直流電平并在直流電平的作用下改變所述勵磁電壓調(diào)整電路輸出的勵磁電壓，所述控制電路繼續(xù)執(zhí)行所述獲取恒流源電路上的第一壓降的步驟；　　?