一种科氏质量流量计数字闭环控制系统

摘要

一种科氏质量流量计数字闭环控制系统包括：限幅电路、反相放大器、有效值转换器、模拟数字转换器、处理器、乘法数字模拟转换器和放大器。拾振器输出的振动信号经过反相放大器放大，有效值转换器将放大后的信号转换为有效值，处理器通过ADC对该有效值进行采样测量，并与预先设定的目标有效值进行比较，得到误差值。利用非线性幅值控制方法实时调整MDAC输出信号的幅值，该信号经放大器放大后作为激励信号传至激振器，使测量管以稳定的幅值振动。当测量管稳定振动时，此时的振动频率即为科氏质量流量传感器的测量管的谐振频率。本发明的数字闭环控制系统响应时间短，抗干扰能力强，适应性广，可扩展应用于谐振式传感器闭环控制。

主权项

一种科氏质量流量计数字闭环控制系统，其特征在于包括：限幅电路(3)、反相放大器(4)、有效值转换器(5)、模拟数字转换器(ADC)(6)、处理器(7)、乘法数字模拟转换器(MDAC)(8)和放大器(9)；拾振器(12)输出的振动信号经过限幅电路(3)限幅、反相放大器(4)放大，由有效值转换器(5)将放大后的信号转换为有效值，ADC(6)对所述有效值进行采样测量送至处理器(7)中；处理器(7)将所述有效值与预先设定的目标有效值进行比较得到误差值，并利用非线性幅值控制方法实时调整MDAC(8)输出信号的幅值，所述非线性幅值控制方法实现过程为：测量管(11)在振动过程中，当误差值高于某一阈值时，处理器(7)控制MDAC(8)输出最大幅值的激励信号；当误差值小于该阈值时，使用参数自整定PI控制方法调节激励信号的幅值；所述MDAC(8)输出信号的幅值经放大器(9)放大后作为激励信号传至激振器(10)，使测量管(11)以稳定的幅值振动；同时MDAC(8)的基准电压由经过反相放大器(4)放大后的振动信号直接提供，所述MDAC(8)被设为反相输出，即输出电压与基准电压反相，两次反相后，硬件上实现固定相移360°，满足闭环控制的相位条件，同时使得MDAC(8)输出的正弦信号频率与拾振器(12)输出的信号频率保持一致，以跟踪测量管(11)的振动频率，当测量管(11)稳定振动时，此时的振动频率即为科氏质量流量传感器(1)的测量管(11)的谐振频率。