專利名稱：電磁流量計信號調(diào)理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能擴展流j
的信號調(diào)理裝置。的下限，實現(xiàn)小流量的準確測量電磁流量計
背景技術 在流量測量領域，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對流量計的性能指標提出了更新、更高的要求。在公知的電磁流量計中，對流量信號的放大普遍采用峰值采樣保持信號調(diào)理電路，其寬帶信號放大器，使多種干擾噪聲隨流量信號一同被放大，必然把噪聲頻譜移頻或混疊到流量信號的頻帶內(nèi)，導致信噪比低、分辨率差、流量的測量下限難以擴展。可以說現(xiàn)有的峰值采樣保持信號調(diào)理電路制約了電磁流量計的發(fā)展。
t信號疊加的多種下限，實現(xiàn)小流量
實用新型內(nèi)容 本實用新型的目的是提供一種與現(xiàn)有技術相比，能有效濾除流』干擾噪聲，大大提高信噪比的信號調(diào)理裝置。從而擴展電磁流量計的測3的準確測量。 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 電磁流量計信號調(diào)理裝置，其組成包括寬帶放大器(1)、信號濾波器(2)、解調(diào)器
(3)和解調(diào)信號發(fā)生器(4)，所述的寬帶放大器(1)與信號濾波器(2)連接，所述的信號濾
波器(2)與解調(diào)器(3)連接，所述的解調(diào)器(3)與解調(diào)信號發(fā)生器(4)連接。 所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，所述的信號濾波器(2)包括運算放大器U1、與
所述的運算放大器Ul連接的濾波電容Cl、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4、電阻Rl
和電阻R2。 所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，所述的解調(diào)器(3)為相敏解調(diào)器，由4支場效應管模擬開關組成。[0008] 所述的電磁流具有柵極、源極和漏極。[0009] 所述的電磁流[0010] 所述的電磁流司的AT89C2051單片機構成的相敏解調(diào)信號發(fā)生器。[0011] 有益效果 1、本實用新型的電磁流量計信號濾波器，對寬帶放大器輸出的流量信號進行窄帶
濾波，濾除高次諧波，得到流量信號的基波，并使多種干擾噪聲的功率隨帶寬減小而降低，
提高信噪比，從而提高電磁流量計的性能指標，使流量測量下限有效擴展。 2、本實用新型的解調(diào)器采用相敏解調(diào)器，在多種噪聲干擾中，由測量電極引線的
單匝變壓器效應所產(chǎn)生的微分噪聲影響較大。窄帶濾波器的輸出，含流量信號的基波和微
分噪聲的基波，但相位差為90。，且解調(diào)信號p(t)與流量信號的基波同相，與微分噪聲的
計信號調(diào)理裝置，所述的場效應管模擬開關，是N溝道場效應管，
計信號調(diào)理裝置，所述的解調(diào)器(3)為集成模擬開關。計信號調(diào)理裝置，所述的解調(diào)信號發(fā)生器(4)采用美國ATMEL公
3基波正交。相敏解調(diào)將微分噪聲的基波與解調(diào)信號P(t)相乘，正負相抵消，有效消除基波信號中微分噪聲和同相噪聲的干擾。 3、本實用新型的解調(diào)信號發(fā)生器，是由美國ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051單片機所構成，可輸出控制相敏解調(diào)器工作的脈沖信號P(t)，電路簡單，時序準確，工作可靠。[0015] 4、本實用新型的寬帶放大器采用美國AD公司生產(chǎn)的集成精密儀表放大器AD625CD或AD624AD，完成對電磁流量傳感器檢測電極間輸出的感應電動勢(流量信號)的放大。

附圖1是本實用新型的電磁流量計信號調(diào)理電路框圖。 附圖2是本實用新型的信號濾波器電路原理圖。 附圖3是本實用新型的相敏解調(diào)器電路原理圖。 附圖4是本實用新型的解調(diào)信號發(fā)生器電路原理圖。 附圖5是本實用新型的相敏解調(diào)抑制微分噪聲影響波形圖。 附圖6是本實用新型的電磁流量計信號調(diào)理電路原理圖。 根據(jù)電子線路制圖的規(guī)定，相同標號的線路之間具有連接關系。
具體實施方式
[0023] 實施例1 : 參照附圖，詳細敘述本實用新型的具體實施例。 如附圖1中，電磁流量計信號調(diào)理電路包括寬帶放大器1、信號濾波器2、解調(diào)器3和解調(diào)信號發(fā)生器4。所述的寬帶放大器1與信號濾波器2連接，所述的信號濾波器2與解調(diào)器3連接，所述的解調(diào)器3與解調(diào)信號發(fā)生器4連接。 附圖2給出按本實用新型所述的電磁流量計信號調(diào)理電路的具體方案中信號濾波器的電路結(jié)構。在圖2中，示出了輸入信號端1及2、輸出信號端3、運算放大器U1、濾波電容Cl及C2和C3及C4、電阻Rl及R2的電路連接關系。 在此電路結(jié)構中，運算放大器U1的反相輸入端與濾波電容C2和電阻R1相連。電容C2的另一端與信號輸入端1和電容Cl相連，電阻Rl的另一端與運算放大器Ul的輸出端和電容C1的另一端相連。運算放大器U1的同相輸入端與濾波電容C3和電阻R2相連。電容C3的另一端與信號輸入端2和電容C4相連，電阻R2的另一端和電容C4的另一端同時接地。 信號輸入端1及2接受寬帶放大器輸出的流量信號，經(jīng)過附圖2所示的信號濾波器，濾除高次諧波，從而流量信號的基波可以通過信號輸出端3輸出。 附圖3給出按本實用新型所述的電磁流量計信號調(diào)理電路的具體方案中解調(diào)器的電路結(jié)構。在圖3示出了場效應管模擬開關Ql及Q2和Q3及Q4、輸入信號端1、輸出信號端2及3、控制信號4及5的電路連接關系。 在此電路結(jié)構中，場效應管模擬開關Q1及Q4的源極與信號輸入端1相接，場效應管模擬開關Q2及Q3的源極同時接地，控制信號4與場效應管模擬開關Q3及Q4的柵極相接?？刂菩盘?與場效應管模擬開關Ql及Q2的柵極相接，場效應管模擬開關Ql及Q3的漏極與信號輸出端2相接，場效應管模擬開關Q2及Q4的漏極與信號輸出端3相接。 信號濾波器輸出到解調(diào)器的信號，既含流量信號的基波，又含微分噪聲的基波，但 相位差為90。，且解調(diào)信號p(t)與流量信號的基波同相位，與微分噪聲的基波正交。如圖 5所示，相敏解調(diào)將微分噪聲的基波與解調(diào)信號p(t)相乘，正負相抵消。對信號進行相敏解 調(diào)，能抑制流量信號中微分噪聲和同相噪聲的影響。 本實用新型所述的電磁流量計信號調(diào)理電路，所述的解調(diào)器也可以采用集成模擬 開關來構成相敏解調(diào)器。 本實用新型所述的電磁流量計信號調(diào)理電路，所述的解調(diào)信號發(fā)生器采用美國 ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051單片機I/O引腳(P14和P15)及控制軟件來產(chǎn)生控制相敏解 調(diào)器工作的信號P(t)。 比較本實用新型的信號調(diào)理電路和現(xiàn)有的峰值采樣保持信號調(diào)理電路，在測試環(huán)境 相同的條件下進行通水標定試驗，效果理想。測量下限為2L/h(0. 002mVh，流速0. 026m/s)時， 瞬時流量的零點穩(wěn)定性優(yōu)于0. 1%，線性誤差小于1% ;當測量下限達到1. 2L/h(0. 0012m3/h，流 速0.016m/s)時，仍具有0.3%的分辨力。結(jié)果表明，本實用新型可明顯提高電磁流量計的性能 指標，使流量測量下限有效擴展，實現(xiàn)小流量的準確測量。
權利要求一種電磁流量計信號調(diào)理裝置，其組成包括寬帶放大器(1)、信號濾波器(2)、解調(diào)器(3)和解調(diào)信號發(fā)生器(4)，其特征是所述的寬帶放大器(1)與信號濾波器(2)連接，所述的信號濾波器(2)與解調(diào)器(3)連接，所述的解調(diào)器(3)與解調(diào)信號發(fā)生器(4)連接。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，其特征是所述的信號濾波器(2) 包括運算放大器U1、與所述的運算放大器U1連接的濾波電容C1、濾波電容C2、濾波電容 C3、濾波電容C4、電阻R1和電阻R2。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，其特征是所述的解調(diào)器(3) 為相敏解調(diào)器，由4支場效應管模擬開關組成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，其特征是所述的場效應管模擬 開關，是N溝道場效應管，具有柵極、源極和漏極。
5. 根據(jù)權利要求3所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，其特征是所述的解調(diào)器(3)為 集成模擬開關。
6. 根據(jù)權利要求1或2或4或5所述的電磁流量計信號調(diào)理裝置，其特征是所述的解 調(diào)信號發(fā)生器(4)采用美國ATMEL公司的AT89C2051單片機構成的相敏解調(diào)信號發(fā)生器。
專利摘要電磁流量計信號調(diào)理裝置。在公知技術中對流量信號的放大采用峰值采樣保持信號調(diào)理電路，其寬帶信號放大器使干擾噪聲隨流量信號一同被放大，導致信噪比低、分辨率差、流量的測量下限難以擴展。本產(chǎn)品包含寬帶放大器(1)、信號濾波器(2)、解調(diào)器(3)和解調(diào)信號發(fā)生器(4)。其中信號濾波器可濾除由寬帶放大器輸出的流量信號中高次諧波，提高信噪比。其中解調(diào)器是相敏解調(diào)器，可將微分噪聲的基波在與解調(diào)信號p(t)相乘時正負相抵消，抑制流量信號中微分噪聲和同相噪聲的影響。本產(chǎn)品用于有效濾除流量信號中疊加的多種干擾噪聲，提高電磁流量計的性能指標，從而擴展流量測量的下限，實現(xiàn)小流量的準確測量。
文檔編號G01F1/60GK201463948SQ20092009995
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權日2009年5月25日
發(fā)明者于曉洋, 吳海濱, 周真, 孫晶華, 牛濱, 馬德仲 申請人:哈爾濱理工大學