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关于质量流量计信号处理方式的分类分析

2022-05-06 13:13:21

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关于质量流量计,上一篇文章讲到流量计传感器和变送器的工作原理区别,在本篇文章中,小编要跟大家聊一聊当质量流量计从信号处理的方式来分类时候,都有哪些情况解析:

质量流量计从信号处理方式来分类,有模拟式质量流量计和数字式质量流量计两大类。下面分別就这两种信号处理方式进行分析。

1、模拟式质量流量计 

早期的质量流量计都是模拟式的。所谓模拟式质量流量计,包括两方面内容:驱动电路的模拟式控制和传感器输出信号的模拟式处理。

(1)驱动电路的模拟式控制 

驱动电路主要给传感器供电,但并不是简单地提供一个直流电压源或交流电压源。驱动电路的组成较复杂,包括放大电路、选频电路、比较电路、调幅电路等。驱动信号是动态产生的,而不是静态由稳压电源提供。具体产生过程,在质量流量计传感器和变送器电缆连接完成后,变送器上电,此时传感器会在上电瞬间产生包括各种频率的电杂波。杂波信号进人到变送器后,经过驱动电路的选频电路,挑选出某一频率的波形进行放大,放大后再反馈到传感器。
这一过程反复循环进行,很快就产生一个能让传感器启动工作的,信号频率等于传感器固有频率的正弦波。当该驱动信号被放大到足以使传感器稳定工作时,稳幅电路开始起作用,保证驱动信号的幅值不再增大,而是稳定在某确定值。这样就完成了模拟式流量计的传感器起振。如果想改变驱动正弦波信号的电压大小,可以通过调幅电路来实现。整个驱动电路的组成都由模拟电路组成,包括电阻、电容、二极管、运放等,所以叫模拟驱动电路。

(2)传感器信号的模拟式处理

当传感器振动工作时,会输出两路幅值和频率相同,相位差随流量成正比的正弦波信号。这两个正弦波信号首先进行滤波、整形、运算放大,然后对经过处理的两路信号进行和差化积运算,运算结果是传感器的流量大小成比例的模拟直流电压。这一直流电压再进行压频转换,变换出成比例的频率信号。频率信号计数器接收,转换成数字信号输出到MCU芯片,然后计算出对应的质量流量,同时换算出体积流量,供用户选择使用。

从传感器输出的模拟正弦波开始,直到被MCU芯片接收,整个过程都是模拟处理,故称为模拟式质量流量计。模拟式质量流量计的优点是实时性好,测量精度高;缺点是电路复杂,制造成本高,更容易受到外界干扰。

2、数字式质量流量计 

数字式质量流量计是针对模拟式质量流量计而言的。所谓数字式质量流量计,包括驱动电路的数字化处理和传感器信号输出的数字化处理。 

(1)驱动电路数字化处理 

驱动电路工作状态由芯片MCU控制。具体来讲,驱动电路的工作原理与模拟电路相同,但是驱动电路的输出被分成两路:一路传送到传感器,驱动传感器振动工作;另一路经过简单处理后被送到MCU电路。MCU判断电路的工作状态,实时调整驱动电路的输出,使得驱动电路的输出能恒定在某一确定电压值。这一带数字反馈的处理过程被称作驱动数字化。

(2)传感器信号输出数字化处理

传感器起振正常工作后,会输出两路幅值和频率完全相同的正弦波,对这两路信号进行处理就会得到介质的质量流量。所谓的数字化处理,是信号从传感器输出后经过简单滤波就直接进人到功能强大的MCU芯片,所有的信号处理包括运放、整型、A/D转换、计算及送显等都是由MCU芯片来完成,大大降低了生产成本,也使得产品的可靠性和一致性都有所提高。

现在总体来看,是不是大家都知道质量流量计信号处理的分类方式了吧,如果在以上内容大家还是哪些存在疑惑的问题,欢迎随时来电与小编详询,随时关注小编,获取更多流量计知识。

作者: 威海坤科流量仪表股份有限公司
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