[其他]在磁感應流量測量的電極電路中補償直流干擾電壓的方法

無效

• 申請號: 86106913
• 申請日: 1986-10-22
• 公開（公告）號: CN86106913A
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發明（設計）人: 馬克斯·布拉特
• 申請（專利權）人: 弗勞蒂克股份公司
• 主分類號: G01F1/60
• 分類號: G01F1/60
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉建國

本發明涉及在磁感應流量測量的電極電路中用周期地交替連接的直流磁場來補償干擾電壓的方法，在該方法中，該磁場在連續的半周期中交替地取反向連接值，在測量信號取樣間隔期間對每半周期的信號電壓取樣，并且對每種情況下在該磁場反向連接值處得到的兩個信號值形成差值，以獲得有用信號，在該方法中，在相同半周期的跟在每一測量信號的取樣間隔之后的補償間隔中，通過對信號電壓取樣和存貯，產生一個反向疊加在信號電壓上的補償電壓，該電壓在補償間隔內將信號電壓補償到零值，并且在下一個補償間隔之前一直保持這個值。

人們從美國專利4，210，022和4，382，387中已經知道了這種方法。在這些已知的方法中，每半周期中有一個測量信號的取樣間隔和一個跟在所述的取樣間隔之后的補償間隔。通過疊加的補償電壓和對連續得到的兩個信號值形成差值，即使當所述的直流干擾電壓在兩個連續測量信號的取樣間隔之間線性變化時，在該信號電壓中得到的直流干擾電壓也被抑制。在根據美國專利4，382，387的方法中，該磁場在每半周期結束時的極性直接變換到相反的值。這樣，該磁場在每一個補償間隔中的值與在前述的測量信號取樣間隔中的值相同，以使得存貯在該補償間隔中的補償電壓還包括整個測量電壓。這樣，通過形成差值得到的該有用信號值就對應于四個連續取樣的測量電壓值的總和;即大約是4乘以在信號電壓中得到的測量電壓分量的值?？墒?，在根據美國專利4，210，022的方法中，每半周期中，一個有磁場階段（在這個階段中該磁場取兩個相反連接值的一個或另一個）之后跟著一個無磁場階段（在這個階段中該磁場取零值）。在每半周期中，測量信號的取樣間隔在有磁場階段，而補償間隔在無磁場階段。在這種情況，通過形成差值得到的該有用信號就對應于兩個連續取樣的測量電壓值的總和，即大約是在信號電壓中得到的測量電壓分量值的兩倍，因為在無磁場階段取樣和存貯的補償電壓不包含任何測量電壓分量。

在磁感應流量計中，出現兩種傾向：

一種是趨向于越來越高的磁場頻率和由此而導致改進的極限頻率特性;

一種是致力于需要更小的功率，但是這會降低靈敏度。

使用越來越小的線圈功率的傾向，導致更小的磁場強度，因此也導致更小的信號電平。從而，有用的信號電平越來越接近于由放大器噪聲、紊流及類似效應所引起的交流電壓的干擾電平，這些在下文中整個地都看作是噪聲信號。該已知方法對于噪聲信號的抑制并不是最佳的，因為在每次取樣中都有隨機的瞬時噪聲信號疊加到所取樣的有用信號上。不可否認，通過在取樣中使用RC積分元件和保持電路能夠對噪聲信號進行均值處理，但是這種作用是非常有限的，因為必須選定該RC時間常數總是充分地小于所用的取樣和補償間隔。如果補償間隔的時間間隔不充分長，補償電壓就不能穩定到新的值，并且因此包括將帶入測量結果中的誤差。另一個誤差源是，各個測量電壓分量（由這些分量形成在輸出端得到的每一個有用信號值）是由不同的放大器得到的，而這些放大器無論如何也不會具有相同的頻率特性。

本發明的目的是提出一種本文開頭概述的方法，在該方法中充分抑制噪聲信號，使補償電壓的可能誤差變得不起作用，并且不會由于放大器不同的頻率特性而損害測量結果。

根據本發明，這個問題是這樣解決的：

（1）把在每一個測量信號的取樣間隔中對信號電壓取樣所得到的信號值存貯起來;

（2）在相同半周期的跟在每一個補償間隔之后的修正取樣間隔期間，再一次對該信號電壓取樣，并且把由此得到的信號值存貯起來;

（3）對在不同半周期的兩個補償間隔之間每種情況下得到的存貯信號值形成差值;

（4）對以這種方式得到的每種情況下的兩個差值再形成差值，以得到一個有用信號值。

在根據本發明的方法中，每半周期中發生兩次對信號電壓的取樣，第一次在補償間隔之前以已知的方式取樣，而第二次取樣在相同半周期內的補償間隔之后發生，并且是對被補償的信號電壓進行的，該信號電壓基本上只包括噪聲信號分量、補償電壓的誤差和同時發生的測量電壓的變化。通過這種附加的形成差值，從使用相同補償電壓的隨后半周期的測量信號取樣間隔中得到和存貯的信號值中，減去在修正取樣間隔得到和存貯的信號值。從而，差值的形成消除了包含在兩次取樣得到的信號值中的噪聲信號分量和補償電壓的誤差。然后將以這種方式連續得到且不含干擾分量的兩個差值作為兩個信號值，由這兩個信號值再形成差值得到一個有用信號值。象在已知的方法中一樣，這個有用信號值不含所疊加的直流干擾電壓及其線性變化。