励磁电路及电磁流量计的制作方法

文档序号:20285757发布日期:2020-04-07 16:02阅读:409来源:国知局
励磁电路及电磁流量计的制作方法

本发明涉及在各种工艺系统中测量流体的流量的电磁流量计、及将励磁电流供给到电磁流量计的励磁线圈的励磁电路。



背景技术:

通常,电磁流量计具备检测器,该检测器包括:励磁线圈,其在与流动于测量管内的流体的流动方向垂直的方向上产生磁场;以及一对检测电极,其配置于测量管内,在与流体的流动方向及磁场的方向正交的方向上彼此相对配置。在这样的电磁流量计中,基于流体在由励磁线圈所产生的磁场内流动时在检测电极间所产生的电动势,测量在测量管内流动的流体的流量。

另外,在这样的电磁流量计中,为了去除检测电极中的极化的影响,一边以规定的励磁频率来切换电压极性,一边将电压施加到励磁线圈(以下,将为了进行励磁而施加到励磁线圈的电压称为“励磁电压”。)。由此,将电流(以下,将在励磁线圈流动的电流称为“励磁电流”。)供给到励磁线圈而使其产生交变磁场,励磁电流变为稳定值时,即在产生了一定的强度的磁场的期间,测量在检测电极间所产生的电动势(以下,有时称为“流量信号”。)。

然而,当将由矩形波构成的交流电压施加到励磁线圈的情况下,由于励磁线圈所拥有的自感的影响,励磁电流的上升/下降减弱。其结果是,若使励磁频率变高,则在产生一定强度的磁场的期间变短,因此,难以稳定地对流量信号进行采样,从而导致流量值的计量误差变大。

因此,例如,在专利文献1公开的电磁流量计中,将励磁电流供给到励磁线圈的励磁电路具备具有高输出电压值和低输出电压值这两个不同的输出电压值的直流电压源,在励磁电压的极性切换后的励磁电流的过渡期间,选择高输出电压值作为励磁电压,在励磁电流变为稳定值的稳定期间,选择低输出电压值。根据专利文献1,记载了通过在励磁电流的过渡期间选择高输出电压值而使励磁电流较早成为稳定值,另一方面,通过在稳定期间选择低输出电压值,能够抑制稳定期间的功耗。

但是,在专利文献1所公开的电磁流量计中,由于两个电压值为固定值,因此在励磁电流的过渡期间,无论励磁电流的大小是否改变,高输出电压值的电压均作为励磁电压而被施加。因此,随着励磁电流增大,被恒流电路白白消耗的电力增加,励磁电路的发热也成为问题。

对此,专利文献2所公开的电磁流量计具备:恒压电源,其包括可变电压的dc/dc转换器,并与励磁线圈串联连接;恒流电路,其与励磁线圈串联连接,用于将在励磁线圈流动的电流规定为规定值;剩余电压检测电路,其用于检测该恒流电路的剩余电压(恒流电路内的电压降低);基准电压电路,其输出规定的基准电压;以及比较电路,其将剩余电压与规定的基准电压相比较。专利文献2中记载的电磁流量计根据恒流电路的剩余电压与规定的基准电压的比较结果来控制恒压源的输出电压。

在该专利文献2所公开的电磁流量计中,恒压电源将由剩余电压检测电路所检测出的剩余电压与规定的基准电压相比较,以使比较结果变得最小的方式控制输出电压。另外,恒压电源的可变电压的dc/dc转换器将高电压施加到励磁线圈,以使在励磁线圈的电源接通时电流容易流动,另一方面,电流流出后降低电压并施加一定的恒定电压。

另外,记载了:根据专利文献2公开的电磁流量计,通过使用dc/dc转换器生成所需的最小限度的输出电压,能够构成电力损耗极少的励磁电路;以及通过根据恒流电路的剩余电压来控制恒压源的输出电压,即使连接特性不同的励磁线圈,也能够供给最佳电压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利昭53-020956号公报

专利文献2:日本专利第5065620号公報



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,在将专利文献2中记载的电磁流量计的励磁电路连接至例如通过替换为不同口径的检测器等而使特性不同的励磁线圈的情况下,需要根据该新的励磁线圈的特性,即直流电阻、电感来变更与恒流电路的剩余电压相比较的基准电压。

但是,通常,基准电压由另一个电源使用调节器电路等来构成。在专利文献2中记载的励磁电路中,为了根据新的励磁线圈的特性来变更与恒流电路的剩余电压相比较的基准电压,除必须改变物理电路常数之外,为了使基准电压可变,必须要考虑使作为基准的要素的构成、改变输出电压的信号的生成等,从而导致变为极其复杂的电路构成。

本发明的目的在于提供一种能够根据励磁线圈的特性、励磁电流的大小来改变励磁电压,而无需将恒流电路的剩余电压与基准电压相比较的励磁电路及电磁流量计。

解决问题的技术手段

为了解决上述课题,本发明的励磁电路为如下构成的电路:一边以规定的励磁频率来切换励磁电压的极性,一边将励磁电压施加到励磁线圈,该励磁线圈接收励磁电流的供给,生成与在测量管的内部流动的流体的流动方向正交的磁场的励磁电路,所述励磁电路的特征在于,具备:可变电压电源电路,其构成为输出大小能够根据电压控制信号改变的励磁电压;开关电路,其构成为以规定的励磁频率来切换所述可变电压电源电路输出的励磁电压的极性,并将所述励磁电压施加到所述励磁线圈;励磁电流控制电路,其包括:电流控制信号生成电路,其生成基于通过所述开关电路供给到所述励磁线圈的励磁电流的大小的电流控制信号;以及控制元件,其基于所述电流控制信号来控制所述励磁电流的大小,所述励磁电流控制电路构成为使所述励磁线圈通电规定的恒定电流;以及电压控制电路,其根据由所述电流控制信号生成电路所生成的所述电流控制信号生成所述电压控制信号,并将所述电压控制信号输入到所述可变电压电源电路。

另外,在本发明的励磁电路中,所述电压控制电路也可以具备信号检测电路,其检测所述电流控制信号。

另外,在本发明的励磁电路中,所述电压控制电路也可以具备时间常数电路,其基于所述电流控制信号逐渐改变所述电压控制信号。

另外,在本发明的励磁电路中,所述电压控制电路也可以具备:延迟电路,其构成为每次切换所述励磁电压的极性时,延迟所述电流控制信号的改变并反映到所述电压控制信号,在从所述励磁电流变为规定的恒流起经过了规定的延迟时间后,降低所述励磁电压。

另外,在本发明的励磁电路中,所述可变电压电源电路也可以包括可变电压的dc/dc转换器。

另外,在本发明的励磁电路中,所述励磁电流控制电路包括:电阻,其一端和另一端分别连接到所述控制元件的输出端子和接地端子,检测所述励磁电流的大小;以及放大器,其基于由所述电阻所检测出的所述励磁电流的大小,将输入到所述控制元件的控制端子的所述电流控制信号输出,该电流控制信号,所述控制元件包含三端子控制元件,所述三端子控制元件具备:输入端子,其连接到所述开关电路,所述励磁电流被输入所述输入端子;输出端子,其输出所述励磁电流;以及所述控制端子,所述电流控制信号被输入所述控制端子,所述三端子控制元件根据输入到所述控制元件的所述电流控制信号的大小,控制在所述输入端子和所述输出端子之间流动的所述励磁电流的大小。

另外,为了解决上述课题,本发明的电磁流量计,其具备:检测器,其具有:用于供流体流动的测量管;励磁线圈,所述励磁线圈配置于该测量管的附近,接收励磁电流的供给,生成与在所述测量管的内部流动的流体的流动方向正交的磁场;以及在与所述测量管的内部流动的流体的流动方向及磁场的方向正交的在方向上彼此相对地配置的一对检测电极;励磁电路,其构成为一边以规定的励磁频率来切换励磁电压极性,一边将励磁电压施加到所述励磁线圈,将励磁电流供给到所述励磁线圈,产生与在所述测量管的内部流动的流体的流动方向正交的交变磁场;电源电路,其向所述励磁电路供给直流电力;控制电路,其控制所述励磁电路,一边以所述规定的励磁频率来切换施加到所述励磁线圈的励磁电压的极性,一边基于从所述检测电极检测出的检测信号,计算在所述测量管内流动的流体的流量,所述励磁电路是如上所述的励磁电路。

发明的效果

根据本发明,生成基于被供给到励磁线圈的励磁电流的大小的电流控制信号,从电流控制信号生成电压控制信号,并将其输入到可变电压电源电路,因此能够根据励磁线圈的特性、励磁电流的大小来改变励磁电压,而无需将恒流电路的剩余电压与基准电压相比较。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电磁流量计的构成的框图。

图2是表示本发明的实施方式的励磁电路的构成的框图。

图3是表示本发明的实施方式的励磁电路的动作的信号波形图。

具体实施方式

[实施方式]

下面,参照图1至图3详细说明本发明的优选实施方式。

首先,参照图1及图2,对本发明的实施方式的励磁电路12及使用该励磁电路的电磁流量计1进行说明。

[电磁流量计]

如图1所示,本实施方式的电磁流量计1具备电源电路10、检测器11、励磁电路12、控制电路13、及设定操作器14。

在此,检测器11具有:测量管pex,其用于供成为测量对象的流体流动;励磁线圈lex,其配置于该测量管pex的附近,接收励磁电流iex的供给,生成与在测量管pex的内部流动的流体的流动方向正交的磁场;以及一对检测电极e1、e2,其在与在测量管pex的内部流动的流体的流动方向及由励磁线圈lex生成的磁场的方向正交的方向上彼此相对地配置。

励磁电路12构成为基于来自控制电路13的控制,一边以规定的励磁频率切换励磁极性,一边将激励电压veout施加到检测器11的励磁线圈lex,将励磁电流iex供给到励磁线圈lex,使其产生与在测量管pex的内部流动的流体的流动方向正交的交变磁场。该励磁电路12的构成及动作的细节将在后文叙述。

控制电路13构成为,控制励磁电路12,一边以规定的励磁频率切换施加到励磁线圈lex的励磁电压veout的极性,一边基于由检测电极e1、e2检测出的检测信号,测量在测量管pex内流动的流体的流量。

更具体地,该控制电路13将作为彼此互补的二值信号的极性切换信号exd1、exd2输出至励磁电路12,并周期性地切换施加到励磁线圈lex的励磁电压veout的极性,且将励磁电流变为稳定值时、即在产生了一定强度的磁场的期间产生于检测电极e1、e2间的流量信号放大,对被放大的流量信号进行采样并保持该值,根据采样保持的值和测量管pex的截面积测量在测量管pex内流动的流体的流量。这样的控制电路13能够由放大器、中央运算电路(cpu)或信号处理电路、i/f电路等构成,但图中未示出。

此外,虽然在本实施方式中,控制电路13构成为将计算出的流量输出到后述的设定操作器14,但也可以例如经由连接到网络的i/f电路来向图中未示出的上位装置输出流量信号或流量。

另一方面,电源电路10接收交流电源acin的供给而生成直流电源,并将其供给到励磁电路12及控制电路13。这样的电源电路10能够例如由整流电路10a、10d、10e、开关控制电路10b、及变压器10c构成。

在此,整流电路10a对交流电源acin进行整流而将其转换为直流电源,并输出到开关控制电路10b。开关控制电路10b以高频切换直流电源的直流电压,并将其供给到变压器10c的一次侧绕组。

整流电路10d对从变压器10c的一次侧绕组所输出的高频信号进行整流,生成直流模拟信号处理用的动作电压和接地电压,并将其供给到控制电路13。

另外,整流电路10e对从变压器10c的二次侧绕组所输出的高频信号进行整流,生成直流励磁用高电压(例如,80v),并将其供给到励磁电路12。

设定操作器14检测操作者的设定输入、操作输入,并将其输出到控制电路13。另外,设定操作器14根据来自控制电路13的信号,通过led、lcd显示表示被检测出的流量的信息等。

[励磁电路]

接着,参照图2,对励磁电路12进行说明。

励磁电路12是基于来自控制电路13的控制,一边以规定的励磁频率切换励磁极性,一边对检测器11的励磁线圈lex施加励磁电压veout,且供给励磁电流iex,以使励磁线圈lex产生交变磁场的电路。如图2所示,这样的励磁电路12具备可变电压电源电路12a、励磁方向切换电路12b、励磁电流控制电路12c、及电压控制电路12d,如后述那样,其构成为根据励磁电流iex的大小iex’(在励磁电流控制电路12c上所检测出的励磁电流iex的大小iex’)来改变施加到励磁线圈的励磁电压veout的大小。

虽然可变电压电源电路12a基本上是从整流电路10e接收直流电力的供给,并输出励磁电压veout的电路,但在本实施方式中,其构成为能够根据从后述的电压控制电路12d所输入的电压控制信号set来变更励磁电压veout的大小。这样的可变电压电源电路12a能够包括例如可变电压的dc/dc转换器。被可变电压电源电路12a变更了电压值的励磁电压veout被输入到励磁方向切换电路12b。

励磁方向切换电路12b是作为本发明中的开关电路起作用的电路,以规定的励磁频率来切换可变电压电源电路12a所输出的励磁电压veout的极性,并将其施加到励磁线圈lex。被施加到励磁线圈lex的励磁电压的极性被励磁方向切换电路12b以规定的励磁频率切换,从而使供给到励磁线圈lex的励磁电流iex的极性被切换为正极性/负极性。

励磁方向切换电路12b具体能够由基于来自控制电路13的极性切换信号exd1、exd2而断开/导通的晶体管tr1、tr2、tr3、tr4构成。即,如图2所示,励磁方向切换电路12b能够由晶体管电路构成,该晶体管电路是分别串联连接的两对晶体管tr1、tr2和晶体管tr3、tr4彼此并列连接到节点n0和节点n3而成的。

此外,作为晶体管tr1~tr4,能够使用fet、双极晶体管等公知的三端子控制元件。

检测器11的励磁线圈lex分别经由节点n1和节点n2而与晶体管tr1和晶体管tr2的连接点、晶体管tr3和晶体管tr4的连接点连接。

另外,作为从上述的控制电路13所输出的彼此互补的二值信号的极性切换信号exd1、exd2中的一方(exd1)被输入到晶体管tr1的栅极端子和晶体管tr4的栅极端子,极性切换信号exd1、exd2中的另一方(exd2)被输入到晶体管tr2的栅极端子和晶体管tr3的栅极端子。即,晶体管tr1连接到节点n0与节点n1之间,并基于极性切换信号exd1进行导通断开动作。晶体管tr2连接到节点n1与作为励磁方向切换电路12b的输出端子的节点n3之间,并基于极性切换信号exd2进行导通断开动作。晶体管tr3连接到节点n0与节点n2之间,并基于极性切换信号exd2进行断开/导通动作。晶体管tr4连接到节点n2与节点n3之间,并基于极性切换信号exd1进行导通断开动作。

因此,晶体管tr1、tr2、tr3、tr4根据极性切换信号exd1、exd2而断开/导通,从而从可变电压电源电路12a供给到作为励磁方向切换电路12b的输入端子的节点n0的励磁电压veout在被切换极性的同时,被施加到连接在节点n1-n2间的检测器11的励磁线圈lex。其结果是,流入到励磁方向切换电路12b的节点n0的励磁电流被从节点n3输出。

励磁电流控制电路12c是如下这样的控制电路,其构成为连接到励磁方向切换电路12b的节点n3,并使励磁线圈lex通电规定的恒定电流。如图2所示,这样的励磁电流控制电路12c能够由下述元件构成:晶体管tr5,其源极端子连接到励磁方向切换电路12b的节点n3;电阻re,其一端和另一端分别连接到晶体管tr5的漏极端子和接地端子,从而检测励磁电流iex的大小iex’;以及运算放大器(放大器)a,其基于由该电阻re所检测出的励磁电流iex的大小iex’即晶体管tr5的漏极电压,而将输入到晶体管tr5的栅极端子的电流控制信号vaout输出。

在此,运算放大器a的非反相输入端子(+)连接到基准电压vref,反相输入端子(-)分别连接到晶体管tr5的漏极端子。基准电压vref由来自图中未示出的电源等设置期望的电压即可。运算放大器a所输出的电流控制信号vaout是与对应于由电阻re所检测出的励磁电流iex的大小iex’的电压(晶体管tr5的漏极电压)和基准电压vref的差相对应的电压信号。因此,电流检测用的电阻re和运算放大器a构成用于使励磁电流iex的大小iex’一定的反馈电路,并作为本发明的“电流控制信号生成电路”起作用。另外,晶体管tr5作为基于电流控制信号vaout而控制励磁电流iex的大小iex’的控制元件起作用。

此外,虽然在本实施方式中,对使用作为周知的三端子控制元件的fet作为晶体管tr5,并以电压信号为电流控制信号的电压控制电路的例子进行了说明,但也可以使用例如使用了双极晶体管的电流控制电路。

在本实施方式中,从运算放大器a所输出的电流控制信号vaout被输入到晶体管tr5的控制端子,且也被输入到电压控制电路12d。

该电压控制电路12d是由电流控制信号vaout生成控制可变电压电源电路12a所供给的励磁电压veout的大小的电压控制信号set,并将其输入到可变电压电源电路12a的电路,其中,电流控制信号vaout是在励磁电流控制电路12c由电流检测用的电阻re和运算放大器a所生成的。

在本实施方式中,如图2所示,电压控制电路12d具备信号检测电路12e、延迟电路12f、及时间常数电路12g。

在此,信号检测电路12e是检测从运算放大器a所输出的电流控制信号vaout并输出与被检测出的电流控制信号vaout相对应的检测信号vdet的电路。信号检测电路12e能够由周知的运算放大器、比较器等运算电路构成。例如,信号检测电路12e也可以输出与电流控制信号vaout的大小相对应的检测信号vdet,且对电流控制信号vaout进行阈值处理,在电流控制信号vaout的值低于设定的阈值电压vth的情况下,检测励磁电流iex的大小iex’已到达规定的恒定电流的值。信号检测电路12e所输出的检测信号vdet被输入到延迟电路12f。

延迟电路12f是使信号检测电路12e所输出的检测信号vdet、即信号检测电路12e的电流控制信号vaout的检测结果延迟规定的延迟时间t2并输出的电路。这样的延迟电路12f能够使用例如具备电容元件和电阻的cr电路构成。在这种情况下,除了调整电容、电阻的值以外,也可以通过设定阈值来使延迟时间t2为期望的延迟时间。

该延迟电路12f在每次励磁电压veout的极性切换时被复位,且输出信号vdel,该信号vdel使与电流控制信号vaout相对应的检测信号vdet推迟规定的延迟时间t2。该信号vdel被输入到后段的时间常数电路12g。

这样的延迟电路12f并不是实现本发明的目的的必要的结构要素,本发明的目的是根据励磁线圈的特性、励磁电流的大小来改变励磁电压,而无需将恒流电路的剩余电压与基准电压相比较,通过像本实施方式那样设置延迟电路12f,使电流控制信号vaout的改变延迟并将其反映到后述的电压控制信号set,例如,如图3所示,在从励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值起经过规定的延迟时间t2后,能够降低励磁电压veout,因此能够实现励磁电路的更稳定的动作。

时间常数电路12g是基于电流控制信号vaout逐渐改变电压控制信号set的电路。时间常数电路12g能够例如由具有电容元件和电阻的积分电路等构成。更具体地,时间常数电路12g基于从延迟电路12f所输入的信号vdel,生成与信号vdel相对应的电压控制信号set,并将其输出到可变电压电源电路12a。

通过设置这样的时间常数电路12g,能够缓和地改变可变电压电源电路12a所输出的励磁电压veout。

特别是,通过构成为在励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值后,使电容元件放电,能够使励磁电压veout随着规定的时间常数逐渐上升,直到励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值,另一方面,能够在励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值后(在存在延迟电路12f时,从励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值起经过了延迟时间t2后),逐渐降低励磁电压veout。

[励磁电路的动作]

接着,参照图3所示的信号波形,对本实施方式的励磁电路12的动作进行说明。图3中,沿着共同的时间轴示出从控制电路13所输出的极性切换信号exd1、exd2、励磁电流iex及其大小iex’、电流控制信号vaout、使检测信号vdet延迟延迟时间t2的信号vdel、电压控制信号set、以及励磁电压veout。

图3中,将极性切换信号exd2处于h电平,极性切换信号exd1处于l电平的期间作为“负极性励磁期间tn”,将极性切换信号exd1处于h电平,极性切换信号exd2处于l电平的期间称为“正极性励磁期间tp”。

在负极性励磁期间tn,晶体管tr1、tr4断开,晶体管tr2、tr3导通,因此励磁电流iex从节点n2流动到节点n1。另一方面,在正极性励磁期间tp,晶体管tr1、tr4导通,晶体管tr2、tr3断开,因此励磁电流iex从节点n1流动到节点n2。

在负极性励磁期间tn及正极性励磁期间tp的各自的时刻t0,如果励磁电压veout的极性切换,则励磁电流iex的方向也切换(图3、iex),但是伴随励磁电压veout的施加,励磁电流iex的大小iex’因励磁线圈lex的电感的影响及时间常数电路12g的作用而逐渐增加至预先设定的电流值(图3、iex及iex’的t0~t1)。

此时,励磁电流控制电路12c的运算放大器a也始终将输入信号vre与基准电压vref进行比较,并输出电流控制信号vaout且根据比较结果来控制晶体管tr5,以使在电阻re流动的励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值。

作为运算放大器a的输出的电流控制信号vaout维持h电平的电压,直至励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值,当励磁电流iex的大小iex’到达恒定电流的值时,从运算放大器a所输出的电流控制信号vaout下降至l电平的设定电压(图3、vaout、t1:t0~t1、t1’:t1~t0)。电流控制信号vaout的h电平的期间t1和l电平的期间t1’随着励磁线圈lex的电感而改变。

电压控制电路12d的信号检测电路12e检测电流控制信号vaout,并将检测信号vdet输出到延迟电路12f,延迟电路12f输出使检测信号vdet延迟延迟时间t2的信号vdel。

在此,对向电流控制信号vaout追加延迟的理由进行说明。电流持续流向励磁线圈lex,直至励磁电流iex变为恒定电流。当励磁电流iex的大小iex’变为规定的恒定电流的值时,接收持续流向励磁线圈lex的电流的能量等的排斥,流向励磁线圈lex的励磁电流iex改变,从而产生施加到励磁线圈lex的电流不稳定的情况。

在这样的励磁电流iex不稳定的期间切换励磁电压veout时,励磁电流iex进一步变成不稳定的状态。因此,在本实施方式中,设置延迟电路12f,相比电流控制信号vaout提供延迟时间t2的延迟,从而进行励磁电压veout的切换。

从延迟电路12f所输出的信号vdel是比电流控制信号vaout及检测信号vdet推迟了延迟时间t2的信号,因此,在时刻t3从h电平下降到l电平,但在极性从负极性励磁期间tn切换到正极性励磁期间tp的时机及从正极性励磁期间tp切换到负极性励磁期间tn的时机,延迟电路12f的延迟处理被重置,信号vdel与电流控制信号vaout及检测信号vdet相应地变为h电平(图3、vdel、t0)。

之后,时间常数电路12g基于从延迟电路12f所输入的信号vdel,更具体地对信号vdel进行时间积分,从而生成电压控制信号set。当励磁电流iex的大小iex’更早到达恒流的值时,电压控制信号set的斜率变小。另外,对于时间常数电路12g,当极性从负极性励磁期间tn切换到正极性励磁期间tp时,积分效果被重置。

可变电压电源电路12a输出与由时间常数电路12g所生成的电压控制信号set相对应的励磁电压veout。励磁电压veout的峰值分别与电压控制信号set的峰值及追加了延迟的信号vdel的边缘的时刻一致(图3、veout、t3)。

这样,根据由运算放大器a所输出的电流控制信号vaout生成可变电压电源电路12a的电压控制信号set,以使可变电压电源电路12a的电压变为高电压的方式进行动作,直至电流控制信号vaout的电压下降到设定的电压。即,以如下方式进行动作:提高可变电压电源电路12a的电压,并提高施加到励磁线圈lex的励磁电压veout、对于励磁电流控制电路12c的施加电压,直至流向励磁线圈lex的励磁电流iex变为恒定电流。

由被施加到励磁方向切换电路12b的、由可变电压电源电路12a所生成的励磁电压veout以时间常数逐渐上升。因此,不会使励磁电流控制电路12c的晶体管tr5的输入端子和输出端子间的电压提高到所需的程度以上,因此能够抑制励磁电流控制电路12c的损耗。

如上所述,根据本实施方式的励磁电路12,检测从励磁电流控制电路12c的运算放大器a所输出的电流控制信号vaout,并基于被检测出的电流控制信号vaout生成电压控制信号set。通过电压控制信号set,可变地控制由可变电压电源电路12a所生成的励磁电压veout,因此能够根据励磁线圈的特性、励磁电流的大小来改变励磁电压,而无需将恒流电路的剩余电压与基准电压相比较。

另外,本实施方式的励磁电路12随着励磁电流iex的大小iex’变大而使励磁电压veout逐渐上升,因此能够抑制过渡期间的功耗。进一步地,当一定的励磁电流流向励磁线圈lex时,能够通过逐渐降低励磁电压veout,由此进一步抑制稳定期间的功耗。

此外,在本实施方式的励磁电路12中,特别是在使用电感的较小励磁线圈lex的情况下,励磁电流iex在较短时间到达恒定电流,因此能够根据电压控制信号set控制由可变电压电源电路12a所生成的励磁电压veout,而不会使其提高到所需的程度以上。

另外,本实施方式的励磁电路12可变地控制励磁电压veout,因此也能够降低作为恒流电路的励磁电流控制电路12c的控制元件tr5的漏极电压,从而抑制发热等。

另外,本实施方式的励磁电路12能够以更简化的构成进一步使具备励磁电路12的电磁流量计1小型化。

上面对本发明的励磁电路及电磁流量计的实施方式进行了说明,但本发明并不限于所说明的实施方式,能够在权利要求所记载的发明的范围内进行本领域技术人员能够想到的各种变形。

符号说明

1…电磁流量计,10…电源电路,10a、19d、10e…整流电路,10b…开关控制电路,10c…变压器,11…检测器、12…励磁电路,12a…可变电压电源电路,12b…励磁方向切换电路,12c…励磁电流控制电路,12d…电压控制电路,12e…信号检测电路,12f…延迟电路,12g…时间常数电路,13…控制电路,14…设定操作器,a…运算放大器,pex…测量管,e1、e2…检测电极,lex…励磁线圈,tr1、tr2、tr3、tr4、tr5…晶体管,re…电阻,n0、n1、n2、n3…节点,exd1、exd2…极性切换信号,iex…励磁电流,iex’…励磁电流的大小,veout…励磁电压,vre…输入信号,vaout…电流控制信号,vref…基准电压,vdet…检测信号,vdel…信号,set…电压控制信号,vth…阈值电压,tex…一定周期,tp…正极性励磁期间,tn…负极性励磁期间。

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