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    按照質量流量計信號處理方式分類
    發布時間:2022-05-06 08:59:49

    質量流量計從信號處理方式來分類,有模擬式質量流量計和數字式質量流量計兩大類。下面分別就這兩種信號處理方式進行分析。

    1、模擬式質量流量計

    早期的質量流量計都是模擬式的。所謂模擬式質量流量計,包括兩方面內容:驅動電路的模擬式控制和傳感器輸出信號的模擬式處理。

    (1)驅動電路的模擬式控制

    驅動電路主要給傳感器供電,但并不是簡單地提供一個直流電壓源或交流電壓源。驅動電路的組成較復雜,包括放大電路、選頻電路、比較電路、調幅電路等。驅動信號是動態產生的,而不是靜態由穩壓電源提供。具體產生過程,在質量流量計傳感器和變送器電纜連接完成后,變送器上電,此時傳感器會在上電瞬間產生包括各種頻率的電雜波。雜波信號進人到變送器后,經過驅動電路的選頻電路,挑選出某一頻率的波形進行放大,放大后再反饋到傳感器。

    這一過程反復循環進行,很快就產生一個能讓傳感器啟動工作的,信號頻率等于傳感器固有頻率的正弦波。當該驅動信號被放大到足以使傳感器穩定工作時,穩幅電路開始起作用,保證驅動信號的幅值不再增大,而是穩定在某確定值。這樣就完成了模擬式流量計的傳感器起振。如果想改變驅動正弦波信號的電壓大小,可以通過調幅電路來實現。整個驅動電路的組成都由模擬電路組成,包括電阻、電容、二極管、運放等,所以叫模擬驅動電路。

    (2)傳感器信號的模擬式處理

    當傳感器振動工作時,會輸出兩路幅值和頻率相同,相位差隨流量成正比的正弦波信號。這兩個正弦波信號首先進行濾波、整形、運算放大,然后對經過處理的兩路信號進行和差化積運算,運算結果是傳感器的流量大小成比例的模擬直流電壓。這一直流電壓再進行壓頻轉換,變換出成比例的頻率信號。頻率信號計數器接收,轉換成數字信號輸出到MCU芯片,然后計算出對應的質量流量,同時換算出體積流量,供用戶選擇使用。

    從傳感器輸出的模擬正弦波開始,直到被MCU芯片接收,整個過程都是模擬處理,故稱為模擬式質量流量計。模擬式質量流量計的優點是實時性好,測量精度高;缺點是電路復雜,制造成本高,更容易受到外界干擾。

    2、數字式質量流量計

    數字式質量流量計是針對模擬式質量流量計而言的。所謂數字式質量流量計,包括驅動電路的數字化處理和傳感器信號輸出的數字化處理。

    (1)驅動電路數字化處理

    驅動電路工作狀態由芯片MCU控制。具體來講,驅動電路的工作原理與模擬電路相同,但是驅動電路的輸出被分成兩路:一路傳送到傳感器,驅動傳感器振動工作;另一路經過簡單處理后被送到MCU電路。MCU判斷電路的工作狀態,實時調整驅動電路的輸出,使得驅動電路的輸出能恒定在某一確定電壓值。這一帶數字反饋的處理過程被稱作驅動數字化。

    (2)傳感器信號輸出數字化處理

    傳感器起振正常工作后,會輸出兩路幅值和頻率完全相同的正弦波,對這兩路信號進行處理就會得到介質的質量流量。所謂的數字化處理,是信號從傳感器輸出后經過簡單濾波就直接進人到功能強大的MCU芯片,所有的信號處理包括運放、整型、A/D轉換、計算及送顯等都是由MCU芯片來完成,大大降低了生產成本,也使得產品的可靠性和一致性都有所提高。

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