JPH0791995A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents
Electromagnetic flowmeterInfo
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- JPH0791995A JPH0791995A JP23938993A JP23938993A JPH0791995A JP H0791995 A JPH0791995 A JP H0791995A JP 23938993 A JP23938993 A JP 23938993A JP 23938993 A JP23938993 A JP 23938993A JP H0791995 A JPH0791995 A JP H0791995A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、矩形波状の波形を持つ
励磁電流で励磁して測定流量に対応する起電力を検出す
る電磁流量計に係り、特に、励磁電流の切り換えに伴な
って発生する微分ノイズの影響を受けないように改良し
高周波励磁を可能とした電磁流量計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic flowmeter for detecting an electromotive force corresponding to a measured flow rate by exciting with an exciting current having a rectangular waveform, and more particularly, to an electromagnetic flowmeter generated by switching the exciting current. The present invention relates to an electromagnetic flowmeter which is improved so as not to be affected by differential noise and which enables high-frequency excitation.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は従来の電磁流量計の構成を示す構
成図である。検出器10は、インダクタンスがLfで抵
抗値がRfの励磁コイル11、内面が絶縁された導管1
2、測定流体に接液し導管12に固定された一対の検出
電極13a、13bなどから構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter. The detector 10 includes an exciting coil 11 having an inductance L f and a resistance value R f , and a conduit 1 having an inner surface insulated.
2. It is composed of a pair of detection electrodes 13a and 13b which are in contact with the measurement fluid and fixed to the conduit 12.
【0003】この励磁コイル11は、励磁回路14から
供給される矩形波状で無励磁期間を有する励磁電流If1
により測定流体に磁場Bを印加する。励磁回路14は直
流電源E1、定電流回路CCなどにより構成され、この
定電流回路CCは制御信号VC 1によりオン/オフ制御さ
れて矩形波状の励磁電流If1を供給する。This exciting coil 11 is an exciting current I f1 supplied from the exciting circuit 14 and having a rectangular wave shape and having a non-excitation period.
Applies a magnetic field B to the measurement fluid. The exciting circuit 14 is composed of a DC power supply E 1 , a constant current circuit CC, etc. The constant current circuit CC is ON / OFF controlled by a control signal V C 1 to supply a rectangular wave exciting current I f1 .
【0004】検出電極13a、13bは、差動増幅器1
5の入力端にそれぞれ接続され、その出力端は抵抗Rh
とコンデンサChで構成されるハイパスフイルタ16の
入力端に接続されている。The detection electrodes 13a and 13b are the differential amplifier 1
5 are respectively connected to the input ends, and the output ends thereof are resistors R h
Is connected to the input end of a high-pass filter 16 composed of a capacitor C h and a capacitor C h .
【0005】ハイパスフイルタ16の出力端は、スイッ
チ17を介してアナログ/デジタル変換器18に接続さ
れ、このスイッチ17は制御信号VC2によりその開閉が
制御される。The output end of the high-pass filter 16 is connected to an analog / digital converter 18 via a switch 17, and the opening / closing of the switch 17 is controlled by a control signal V C2 .
【0006】19はマイクロコンピュータであり、これ
はプロセッサCPU、ランダムアクセスメモリRAM
1、リードオンリメモリROM1、出力ポートOUTお
よびこれらを接続するバスBUSなどで構成されてい
る。Reference numeral 19 is a microcomputer, which is a processor CPU, a random access memory RAM
1, a read-only memory ROM 1, an output port OUT, and a bus BUS connecting them.
【0007】さらに、マイクロコンピュータ19は、定
電流回路CCの開閉を制御する制御信号VC1、スイッチ
17の開閉を制御する制御信号VC2をそれぞれ定電流回
路CCとスイッチ17に出力する。Further, the microcomputer 19 outputs a control signal V C1 for controlling the opening / closing of the constant current circuit CC and a control signal V C2 for controlling the opening / closing of the switch 17 to the constant current circuit CC and the switch 17, respectively.
【0008】次に、以上のように構成された電磁流量計
の動作について図6に示す波形図を用いて説明する。定
電流回路CCはマイクロコンピュータ19から図6
(a)に示す制御信号VC1によりその開閉が制御されて
図6(b)に示すような矩形波状の励磁電流If1を励磁
コイル11に流す。Next, the operation of the electromagnetic flow meter constructed as above will be described with reference to the waveform chart shown in FIG. The constant current circuit CC is shown in FIG.
The opening / closing is controlled by the control signal V C1 shown in (a), and a rectangular wave exciting current I f1 as shown in FIG. 6 (b) is passed through the exciting coil 11.
【0009】この励磁電流If1によりほぼ同一の波形を
持つ磁場Bが測定流体に印加され、これに伴って検出電
極13aと13bとの間には図6(c)に示すように磁
場Bと同一波形で測定流体の流量に比例した検出信号e
sが発生する。A magnetic field B having substantially the same waveform is applied to the measurement fluid by this exciting current I f1, and accordingly, a magnetic field B is generated between the detection electrodes 13a and 13b as shown in FIG. 6 (c). Detection signal e with the same waveform and proportional to the flow rate of the measured fluid
s occurs.
【0010】検出電極13aと13bには、検出信号e
sの他に、図6(d)に示すように励磁電流If1の変化
に比例して微分ノイズedfが発生する。A detection signal e is applied to the detection electrodes 13a and 13b.
In addition to s , differential noise e df is generated in proportion to the change of the exciting current I f1 as shown in FIG.
【0011】マイクロコンピュータ19は、検出信号e
sをサンプリングするスイッチ17を、制御信号VC2に
より図6(e)に示すタイミングでサンプリングしてラ
ンダムアクセスメモリRAM1の所定領域に格納する。The microcomputer 19 detects the detection signal e.
The switch 17 for sampling s is sampled at the timing shown in FIG. 6E by the control signal V C2 and stored in a predetermined area of the random access memory RAM1.
【0012】しかし、ここに格納されたデータには微分
ノイズを含んでおり、この中からこのノイズを低減させ
るために、次に示す演算がマイクロコンピュータ19に
より実行される。この演算式は、例えばROM2に格納
されている。However, the data stored here contains differential noise, and in order to reduce this noise, the following calculation is executed by the microcomputer 19. This arithmetic expression is stored in the ROM 2, for example.
【0013】3つの連続したサンプリングデータをサン
プリングする場合に、添字(i)は最初の励磁期間、添
字(i+1)はこの後に続く無励磁期間、添字(i+
2)は次の励磁期間を意味するものとすると、通常は e1=ei−2ei+1+ei+2 (1) なる演算をする。When sampling three consecutive sampling data, the subscript (i) is the first excitation period, the subscript (i + 1) is the non-excitation period following this, and the subscript (i +
If 2) means the next excitation period, the following operation is usually performed: e 1 = e i −2e i + 1 + e i + 2 (1)
【0014】ここで、各サンプリングデータは図6を参
照して次のようになる。 ei=eSi+edfi (2) ei+1=eSi+1+edfi+1 (3) ei+2=eSi+2+edfi+2 (4)Here, each sampling data is as follows with reference to FIG. e i = e Si + e dfi (2) e i + 1 = e Si + 1 + e dfi + 1 (3) e i + 2 = e Si + 2 + e dfi + 2 (4)
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の演算では、微分ノイズedfと検出信号es
とが同相であるので、これらの演算処理によっては微分
ノイズを完全に除去することができないという問題があ
る。However, in the conventional calculation as described above, the differential noise e df and the detection signal e s are
Since and are in phase, there is a problem that differential noise cannot be completely removed by these arithmetic processes.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、矩形波状の波形を持つ励磁
電流で励磁して測定流量に対応する起電力を検出する電
磁流量計において、同一の先の励磁電流波形の信号を少
なくとも2回に亘って異なる時点でサンプリングして第
1・第2のタイミング信号を発生するタイミング発生手
段と、先の起電力を増幅して流量信号として出力する増
幅手段と、先の流量信号を微分して微分信号として出力
する微分手段と、先の第1タイミング信号により先の流
量信号を第1信号S1としてサンプリングする第1サン
プリング手段と、先の第2タイミング信号により先の流
量信号を第2信号S2としてサンプリングする第2サン
プリング手段と、先の第1タイミング信号により先の微
分信号を第3信号S3としてサンプリングする第3サン
プリング手段と、先の第2タイミング信号により先の微
分信号を第4信号S4としてサンプリングする第4サン
プリング手段と、これらの信号S1、S2、S3、S4を用
いて S4[(S1−S2)/(S3−S4)] なる演算を実行する演算手段とを具備するようにしたも
のである。As a structure for solving the above problems, the present invention provides an electromagnetic flowmeter for detecting an electromotive force corresponding to a measured flow rate by exciting with an exciting current having a rectangular waveform. , Timing generation means for generating the first and second timing signals by sampling the same signal having the same exciting current waveform at different times at least twice, and amplifying the preceding electromotive force as a flow rate signal. An amplifying means for outputting, a differentiating means for differentiating the preceding flow rate signal and outputting it as a differential signal, a first sampling means for sampling the preceding flow rate signal as a first signal S 1 according to the first timing signal, and a first sampling means, Second sampling means for sampling the previous flow rate signal as the second signal S 2 according to the second timing signal, and the third differential signal based on the previous differential signal according to the first timing signal. Third sampling means for sampling as 3 , third sampling means for sampling the differential signal as the fourth signal S 4 by the second timing signal, and these signals S 1 , S 2 , S 3 , S 4 it is obtained by the S 4 to and a calculation means for performing a [(S 1 -S 2) / (S 3 -S 4)] comprising calculation using.
【0017】[0017]
【作 用】タイミング発生手段は矩形波状の波形を持つ
同一の励磁電流波形の信号を少なくとも2回に亘って異
なる時点でサンプリングして第1・第2のタイミング信
号を発生する。増幅手段は測定流量に対応する起電力を
増幅して流量信号として出力する。そして、微分手段は
先の流量信号を微分して微分信号として出力する。[Operation] The timing generating means generates the first and second timing signals by sampling signals of the same exciting current waveform having a rectangular waveform at least at two different times. The amplifying means amplifies the electromotive force corresponding to the measured flow rate and outputs it as a flow rate signal. Then, the differentiating means differentiates the above flow rate signal and outputs it as a differential signal.
【0018】第1サンプリング手段は先の第1タイミン
グ信号により先の流量信号を第1信号S1としてサンプ
リングする。第2サンプリング手段は先の第2タイミン
グ信号により先の流量信号を第2信号S2としてサンプ
リングする。第3サンプリング手段は先の第1タイミン
グ信号により先の微分信号を第3信号S3としてサンプ
リングする。第4サンプリング手段は先の第2タイミン
グ信号により先の微分信号を第4信号S4としてサンプ
リングする。The first sampling means samples the preceding flow rate signal as the first signal S 1 according to the preceding first timing signal. The second sampling means samples the preceding flow rate signal as the second signal S 2 according to the aforementioned second timing signal. The third sampling means samples the differential signal as the third signal S 3 according to the first timing signal. The fourth sampling means samples the differential signal as the fourth signal S 4 according to the second timing signal.
【0019】そして、演算手段はこれらの信号S1、
S2、S3、S4を用いて S4[(S1−S2)/(S3−S4)] なる演算を実行する。The calculation means then outputs these signals S 1 ,
S 2, S 3, S 4 by using a S 4 [(S 1 -S 2 ) / (S 3 -S 4)] made to perform the operation.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図1は本発明の1実施例の構成を示す構成図で
ある。なお、図5に示す従来の電磁流量計と同一の機能
を有する部分には同一の符号を付して適宜にその説明を
省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the conventional electromagnetic flow meter shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.
【0021】検出器20は、励磁コイル11、内面が絶
縁された導管12、測定流体に接液し導管12に固定さ
れた一対の検出電極13a、13b、接地電極21など
から構成されている。The detector 20 comprises an exciting coil 11, a conduit 12 whose inner surface is insulated, a pair of detecting electrodes 13a and 13b which are in contact with the measuring fluid and fixed to the conduit 12, a ground electrode 21 and the like.
【0022】この励磁コイル11は、励磁回路22から
供給される矩形波状の励磁波形を持つ励磁電流If2によ
り測定流体に磁場Bを印加する。励磁回路22はタイミ
ング発生回路23から出力されるタイミング信号Ti0に
より励磁電流If2を切り換えるタイミングが制御され
る。また、タイミング発生回路23は信号をサンプリン
グするタイミングを与えるタイミング信号Ti1、Ti2を
出力する。The exciting coil 11 applies a magnetic field B to the measurement fluid by an exciting current If2 having a rectangular wave-shaped exciting waveform supplied from the exciting circuit 22. In the exciting circuit 22, the timing of switching the exciting current I f2 is controlled by the timing signal T i0 output from the timing generating circuit 23. Further, the timing generation circuit 23 outputs timing signals T i1 and T i2 which give timings for sampling the signals.
【0023】検出電極13a、13bは、差動増幅器1
5の入力端にそれぞれ接続され、差動増幅器15はその
出力端にインピーダンス変換されて低出力インピーダン
スとされた流量信号Vfを出力する。また、この流量信
号Vfは微分回路24に出力されて微分されてその出力
端に微分信号Vdを出力する。The detection electrodes 13a and 13b are the differential amplifier 1
5, the differential amplifier 15 outputs the flow rate signal V f whose impedance is converted into a low output impedance by being connected to the output ends thereof. Further, the flow rate signal V f is output to the differentiating circuit 24 and differentiated to output the differential signal V d to the output end thereof.
【0024】スイッチと抵抗とコンデンサで構成された
サンプリング回路25はタイミング信号Ti1で制御され
て流量信号Vfをサンプリングして第1信号S1を出力
し、同様に構成されたサンプリング回路26はタイミン
グ信号Ti2で制御されて流量信号Vfをサンプリングし
て第2信号S2を出力する。The sampling circuit 25, which is composed of a switch, a resistor and a capacitor, is controlled by the timing signal T i1 to sample the flow rate signal V f and output the first signal S 1. Controlled by the timing signal T i2 , the flow rate signal V f is sampled and the second signal S 2 is output.
【0025】また、同様に構成されたサンプリング回路
27はタイミング信号Ti1で制御されて微分信号Vdを
サンプリングして第3信号S3を出力し、同様に構成さ
れたサンプリング回路28はタイミング信号Ti2で制御
されて微分信号Vdをサンプリングして第4信号S4を出
力する。A similarly constructed sampling circuit 27 is controlled by the timing signal T i1 to sample the differential signal V d and output a third signal S 3 , and a similarly constructed sampling circuit 28 produces a timing signal. Controlled by T i2 , the differential signal V d is sampled and the fourth signal S 4 is output.
【0026】これらの第1信号S1、第2信号S2、第3
信号S3、および第4信号S4は、それぞれアナログ/デ
ジタル変換器(A/D)29に出力されてデジタル信号
に変換され、その後マイクロプロセッサ(μP)30に
出力される。These first signal S 1 , second signal S 2 , and third signal
The signal S 3 and the fourth signal S 4 are respectively output to the analog / digital converter (A / D) 29 and converted into digital signals, and then output to the microprocessor (μP) 30.
【0027】マイクロプロセッサ30は、内部にはマイ
クロプロセッサCPU、ランダムアクセスメモリRA
M、リードオンリメモリROMなどが内蔵され、さらに
信号処理の演算に必要な計算式、手順、パラメータなど
が格納されている。The microprocessor 30 has a microprocessor CPU and a random access memory RA inside.
M, a read-only memory ROM, etc. are built therein, and further, calculation formulas, procedures, parameters, etc. necessary for the calculation of signal processing are stored.
【0028】次に、以上のように構成された実施例の動
作について、図2に示す波形図、図3に示す波形説明図
を用いて説明する。タイミング発生回路23から出力さ
れるタイミング信号Ti0にしたがって励磁回路22が流
す励磁電流が切り換えられて図2(a)に示す波形の励
磁電流If2が励磁コイル11に流される。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the waveform chart shown in FIG. 2 and the waveform explanatory chart shown in FIG. The exciting current flowing through the exciting circuit 22 is switched according to the timing signal T i0 output from the timing generating circuit 23, and the exciting current I f2 having the waveform shown in FIG.
【0029】導管12に測定流体が流れると検出電極1
3a、13bには対応する起電力が発生し、差動増幅器
15を介してその出力端に図2(b)に示す流量信号V
fが発生する。また、この流量信号Vfは微分回路24に
出力されて、これを微分して図2(c)に示すような波
形の微分信号Vdを出力する。When the measuring fluid flows through the conduit 12, the detection electrode 1
Corresponding electromotive force is generated in 3a and 13b, and the flow rate signal V shown in FIG.
f occurs. Further, the flow rate signal V f is output to the differentiating circuit 24 and differentiated to output a differential signal V d having a waveform as shown in FIG.
【0030】さらに、タイミング発生回路23は、タイ
ミング信号Ti1(図2(d))、T i2(図2(e))を
サンプリング回路25、26、27、28に出力する。
そして、サンプリング回路25では流量信号Vf(図2
(b))がタイミング信号Ti 1(図2(d))で示すタ
イミングでサンプリングされて第2図(f)に示す第1
信号S1として出力される。Further, the timing generation circuit 23 is
Mingling signal Ti1(Fig. 2 (d)), T i2(Fig. 2 (e))
It outputs to the sampling circuits 25, 26, 27 and 28.
Then, in the sampling circuit 25, the flow rate signal Vf(Fig. 2
(B) is the timing signal Ti 1(Fig. 2 (d))
The first sampled by iming and shown in FIG. 2 (f)
Signal S1Is output as.
【0031】また、サンプリング回路26では流量信号
Vf(図2(b))がタイミング信号Ti2(図2
(e))で示すタイミングでサンプリングされて第2図
(g)に示す第2信号S2として出力される。Further, in the sampling circuit 26, the flow rate signal V f (FIG. 2 (b)) is changed to the timing signal T i2 (FIG. 2).
It is sampled at the timing shown in (e) and is output as the second signal S 2 shown in FIG.
【0032】サンプリング回路27では微分信号V
d(図2(c))がタイミング信号Ti1(図2(d))
で示すタイミングでサンプリングされて第2図(h)に
示す第3信号S3として出力される。In the sampling circuit 27, the differential signal V
d (FIG. 2 (c)) is the timing signal T i1 (FIG. 2 (d))
The signal is sampled at the timing shown by and output as the third signal S 3 shown in FIG.
【0033】サンプリング回路28では微分信号V
d(図2(c))がタイミング信号Ti2(図2(e))
で示すタイミングでサンプリングされて第2図(i)に
示す第4信号S4として出力される。In the sampling circuit 28, the differential signal V
d (FIG. 2 (c)) is the timing signal T i2 (FIG. 2 (e))
Sampled at the timing shown by and output as the fourth signal S 4 shown in FIG.
【0034】これらの第1信号S1〜第4信号S4は、ア
ナログ/デジタル変換器29を介してマイクロプロセッ
サ30のランダムアクセスメモリRAMの所定領域に格
納される。The first signal S 1 to the fourth signal S 4 are stored in a predetermined area of the random access memory RAM of the microprocessor 30 via the analog / digital converter 29.
【0035】そして、マイクロプロセッサCPUは、こ
れらの第1信号S1〜第4信号S4を用いて、例えばリー
ドオンリメモリROMに格納されている所定の演算式に
基づいて演算を実行し微分ノイズの影響を除去した流量
信号を出力する。Then, the microprocessor CPU uses these first signal S 1 to fourth signal S 4 to execute a calculation based on a predetermined calculation formula stored in, for example, a read-only memory ROM, and differentiate noise. The flow rate signal with the influence of is removed is output.
【0036】ところで、図2(b)に示す流量信号Vf
の波形を見ると、流量に比例する信号Sgと微分ノイズ
Nに基づくノイズとの和となっているが、このうち、流
量に比例する信号Sgは短い期間では図3(a)(A)
に示すように一定とみなせ、また微分ノイズNは図3
(b)(A)に示すようにエクスポーネンシャルexp
状に変化するものとみなせる。By the way, the flow rate signal V f shown in FIG.
Looking at the waveform of, the sum of the signal S g proportional to the flow rate and the noise based on the differential noise N is obtained. Of these, the signal S g proportional to the flow rate is shown in FIG. )
Can be regarded as constant, and the differential noise N is shown in FIG.
(B) Exponential exp as shown in (A)
It can be regarded as changing into a shape.
【0037】したがって、この流量信号Vfを微分回路
24を介して微分信号Vdとして出力すると、流量に比
例する信号Sgは図3(a)(B)に示すように、サン
プリング期間TSMP内では無視し得るが、微分ノイズN
は図3(b)(B)に示すように、振幅は小さくなるが
そのエンベロープ形が同じ微分信号Vdとなる。Therefore, when this flow rate signal V f is output as the differential signal V d via the differentiating circuit 24, the signal S g proportional to the flow rate is sampled during the sampling period T SMP as shown in FIGS. Can be ignored in the
As shown in FIGS. 3B and 3B, the differential signal V d has the same envelope shape but a smaller amplitude.
【0038】したがって、この微分信号Vdを用いてノ
イズ補償をするには、微分ノイズNと同じ振幅になるま
で所定倍の増幅をすれば良い。これは、例えばマイクロ
プロセッサCPUの演算の過程で実行できる。Therefore, in order to perform noise compensation using this differential signal V d , it is sufficient to perform amplification by a predetermined number until the amplitude becomes the same as the differential noise N. This can be done, for example, in the course of the computation of the microprocessor CPU.
【0039】次に、ノイズ除去のための演算式につい
て、図4に示す演算に必要な符号を定義する符号説明図
を用いて説明する。図4(a)は励磁電流の半周期の期
間における流量信号Vfの波形を、図4(b)はこれを
微分回路24を通して得られた微分信号Vdの波形をそ
れぞれ示している。Next, an arithmetic expression for removing noise will be described with reference to a symbol explanatory view defining symbols required for the arithmetic operation shown in FIG. FIG. 4A shows the waveform of the flow rate signal V f during the half cycle of the exciting current, and FIG. 4B shows the waveform of the differential signal V d obtained through the differentiating circuit 24.
【0040】先ず、第1信号S1、第2信号S2について
説明する。TSをサンプリング間隔、τを時定数とする
と、S1とS2は S1=2TS∫3TSSg+N・exp(−T/τ)dt =SgTS+Nτ[exp(−2TS/τ)−exp(−3TS/τ)] …(5) S2=3TS∫4TSSg+N・exp(−T/τ)dt =SgTS+Nτ[exp(−3TS/τ)−exp(−4TS/τ)] …(6) で示される。First, the first signal S 1 and the second signal S 2 will be described. If T S is the sampling interval and τ is the time constant, then S 1 and S 2 are S 1 = 2TS ∫ 3TS S g + N · exp (-T / τ) dt = S g T S + Nτ [exp (-2T S / τ) -exp (-3T S / τ)] (5) S 2 = 3TS ∫ 4TS S g + N · exp (-T / τ) dt = S g T S + Nτ [exp (-3T S / τ)- exp (-4T S / τ)] (6)
【0041】ここで、流量信号Vfは励磁電流の半周期
の期間における時間変化を考慮すると、sをラプラス演
算子として、(Sg/s)+N/(s+1/τ)で示さ
れるが、微分回路24の伝達関数はs/(s+1/T)
で示されるので、微分信号V dは次式で得られる。但
し、Tは微分回路24の時定数である。Here, the flow rate signal VfIs the half cycle of the exciting current
Considering the time change during the period,
As the arithmetic, (Sg/ S) + N / (s + 1 / τ)
However, the transfer function of the differentiating circuit 24 is s / (s + 1 / T)
, The differential signal V dIs obtained by the following formula. However
However, T is a time constant of the differentiating circuit 24.
【0042】 Vd=[(Sg/s)+N/(s+1/τ)]×[s/(s+1/T)] =[Sg/(s+1/τ)]+N[−(T/τ)/(1−T/τ)] ×[1/(s+1/τ)]+[N/{(1−T/τ)(s+1/T)}]V d = [(S g / s) + N / (s + 1 / τ)] × [s / (s + 1 / T)] = [S g / (s + 1 / τ)] + N [− (T / τ) / (1-T / τ)] × [1 / (s + 1 / τ)] + [N / {(1-T / τ) (s + 1 / T)}]
【0043】ここで、T≪τとすると、(s+1/T)
を逆ラプラス変換すればexp(−t/T)となるよう
に、早く減衰するので、 Vd(s)=N[−(T/τ)/(1−T/τ)](s
+1/τ) となる。Here, if T << τ, then (s + 1 / T)
Is inversely Laplace-transformed, it exponentially decays to exp (-t / T), so V d (s) = N [-(T / τ) / (1-T / τ)] (s
+ 1 / τ).
【0044】そこで、このVd(s)を逆ラプラス変換
すれば、 Vd(t)=N[−(T/τ)/(1−T/τ)]exp(−t/τ) …(7) となる。Then, if this V d (s) is inverse Laplace transformed, V d (t) = N [-(T / τ) / (1-T / τ)] exp (-t / τ) ( 7)
【0045】これは、流量信号Vfに乗ったノイズNを
[−(T/τ)/(1−T/τ)]倍した形となってい
る。したがって、図4(b)において、初期値Ndは Nd=N[−(T/τ)/(1−T/τ)] …(8) で示される。This is a form in which the noise N on the flow rate signal V f is multiplied by [− (T / τ) / (1−T / τ)]. Therefore, in FIG. 4B, the initial value N d is represented by N d = N [− (T / τ) / (1−T / τ)] (8).
【0046】そこで、この関係を用いて第3信号S3、
第4信号S4の値を求めると、次のようになる。 S3=2TS∫3TSNdexp(−t/τ)dt =2TS∫3TSN[−(T/τ)/(1−T/τ)]exp(−t/τ)dt =N[−(T/τ)/(1−T/τ)]τ ×[exp(−2TS/τ)−exp(−3TS/τ)] …(9)Therefore, using this relationship, the third signal S 3 ,
The value of the fourth signal S 4 is calculated as follows. S 3 = 2TS ∫ 3TS N d exp (-t / τ) dt = 2TS ∫ 3TS N [-(T / τ) / (1-T / τ)] exp (-t / τ) dt = N [-( T / τ) / (1- T / τ)] τ × [exp (-2T S / τ) -exp (-3T S / τ)] ... (9)
【0047】 S4=3TS∫4TSNdexp(−t/τ)dt =3TS∫4TSN[−(T/τ)/(1−T/τ)]exp(−t/τ)dt =N[−(T/τ)/(1−T/τ)]τ ×[exp(−3TS/τ)−exp(−4TS/τ)] …(10)S 4 = 3TS ∫ 4TS N d exp (-t / τ) dt = 3TS ∫ 4TS N [-(T / τ) / (1-T / τ)] exp (-t / τ) dt = N [- (T / τ) / (1-T / τ)] τ × [exp (-3T S / τ) -exp (-4T S / τ)] ... (10)
【0048】ここで、S1−S2、S3−S4を求めると、 S1−S2=Nτ[exp(−2TS/τ) −2exp(−3TS/τ)+exp(−4TS/τ)]…(11) S3−S4=N[−(T/τ)/(1−T/τ)]τ[exp(−2TS/τ )−2exp(−3TS/τ)+exp(−4TS/τ)] …(12) となる。[0048] Here, when obtaining the S 1 -S 2, S 3 -S 4, S 1 -S 2 = Nτ [exp (-2T S / τ) -2exp (-3T S / τ) + exp (-4T S / τ)] ... (11 ) S 3 -S 4 = N [- (T / τ) / (1-T / τ)] τ [exp (-2T S / τ) -2exp (-3T S / τ ) + Exp (-4T S / τ)] (12).
【0049】そこで、これ等の比を演算すると、 (S1−S2)/(S3−S4)=1/[−(T/τ)/(1−T/τ)] …(13) を得る。Then, when these ratios are calculated, (S 1 -S 2 ) / (S 3 -S 4 ) = 1 / [-(T / τ) / (1-T / τ)] (13) ) Get
【0050】ここで、この(13)式にS4を乗ずる
と、 S4(S1−S2)/(S3−S4) =Nτ[exp(−3TS/τ)−exp(−4TS/τ)] …(14) を得るが、これは(6)式に示す第2信号S2のノイズ
成分に等しい。Here, multiplying this equation (13) by S 4 , S 4 (S 1 -S 2 ) / (S 3 -S 4 ) = Nτ [exp (-3T S / τ) -exp (- 4T S / τ)] (14), which is equal to the noise component of the second signal S 2 shown in equation (6).
【0051】したがって、次の演算を実行すると S2−[S4(S1−S2)/(S3−S4)]=SgTS …(15) となり、ノイズが除去された流量信号のみが算出でき
る。Therefore, when the following calculation is executed, S 2- [S 4 (S 1 -S 2 ) / (S 3 -S 4 )] = S g T S (15), and the noise-free flow rate is obtained. Only the signal can be calculated.
【0052】具体的には、この(15)式に示す演算式
は、マイクロコンピュータ30の中の例えばリードオン
リメモリROMの中に格納しておき、これとランダムア
クセスメモリRAMに格納された信号S1〜S4を用い
て、ノイズが除去された流量信号をマイクロプロセッサ
CPUが演算する。Specifically, the arithmetic expression shown in the equation (15) is stored in, for example, a read-only memory ROM in the microcomputer 30, and the signal S stored in the random access memory RAM. The microprocessor CPU calculates the noise-free flow rate signal using 1 to S 4 .
【0053】[0053]
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、同一の励磁波形を用いてこれに含
まれる微分ノイズを算定しこれを除去する構成としたの
で励磁波形が各波形で異なっても微分ノイズを除去する
ことができ、しかも微分ノイズが相対的に大きくなる高
周波励磁をしたときでもこれを除去できるのでゼロ点の
安定した電磁流量計を実現することができる。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, the same excitation waveform is used to calculate the differential noise included in the excitation noise, and the differential noise is removed. The differential noise can be removed even if the waveforms are different, and can be removed even when high-frequency excitation is performed in which the differential noise becomes relatively large, so that an electromagnetic flowmeter with a stable zero point can be realized.
【図1】本発明の1実施例の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す実施例の動作を説明するための波形
図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
【図3】図1に示す実施例の動作を説明するための説明
図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
【図4】図1に示す実施例の演算式の算定のための定義
をする説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram that defines for calculation of an arithmetic expression of the embodiment shown in FIG.
【図5】従来の電磁流量計の構成を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional electromagnetic flow meter.
【図6】図5に示す電磁流量計の動作を説明するための
波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the electromagnetic flow meter shown in FIG.
10、20 検出器 11 励磁コイル 12 導管 13a、13b 検出電極 14、22 励磁回路 19、30 マイクロコンピュータ 23 タイミング発生回路 24 微分回路 25、26、27、28 サンプリング回路 29 アナログ/デジタル変換器 Vf 流量信号 Vd 微分信号 S1 第1信号 S2 第2信号 S3 第3信号 S4 第4信号 Ti1、Ti2 タイミング信号10, 20 Detector 11 Excitation coil 12 Conduit 13a, 13b Detection electrode 14, 22 Excitation circuit 19, 30 Microcomputer 23 Timing generation circuit 24 Differentiation circuit 25, 26, 27, 28 Sampling circuit 29 Analog / digital converter V f Flow rate Signal V d differential signal S 1 first signal S 2 second signal S 3 third signal S 4 fourth signal T i1 , T i2 timing signal
Claims (1)
測定流量に対応する起電力を検出する電磁流量計におい
て、同一の前記励磁電流波形の信号を少なくとも2回に
亘って異なる時点でサンプリングして第1・第2のタイ
ミング信号を発生するタイミング発生手段と、前記起電
力を増幅して流量信号として出力する増幅手段と、前記
流量信号を微分して微分信号として出力する微分手段
と、前記第1タイミング信号により前記流量信号を第1
信号S1としてサンプリングする第1サンプリング手段
と、前記第2タイミング信号により前記流量信号を第2
信号S2としてサンプリングする第2サンプリング手段
と、前記第1タイミング信号により前記微分信号を第3
信号S3としてサンプリングする第3サンプリング手段
と、前記第2タイミング信号により前記微分信号を第4
信号S4としてサンプリングする第4サンプリング手段
と、これらの信号S1、S2、S3、S4を用いて S4[(S1−S2)/(S3−S4)] なる演算を実行する演算手段とを具備することを特徴と
する電磁流量計。1. An electromagnetic flowmeter which detects an electromotive force corresponding to a measured flow rate by exciting with an exciting current having a rectangular waveform, and outputs the same exciting current waveform signal at different times at least twice. Timing generating means for sampling and generating first and second timing signals, amplifying means for amplifying the electromotive force and outputting it as a flow rate signal, and differentiating means for differentiating the flow rate signal and outputting it as a differential signal. , The first flow rate signal according to the first timing signal
A first sampling means for sampling as the signal S 1 and a second flow rate signal according to the second timing signal.
Second sampling means for sampling as the signal S 2 and a third differential signal by the first timing signal.
Third sampling means for sampling as the signal S 3 and a fourth differential signal based on the second timing signal.
The fourth sampling means for sampling as the signal S 4 and the operation S 4 [(S 1 −S 2 ) / (S 3 −S 4 )] using these signals S 1 , S 2 , S 3 , S 4 An electromagnetic flowmeter, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5239389A JP3057495B2 (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Electromagnetic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH0791995A true JPH0791995A (en) | 1995-04-07 |
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