[发明专利]励磁电压调整方法、控制电路及电磁流量计励磁电路

说明书

技术领域　

本发明涉及电磁流量计技术领域，尤其涉及一种励磁电压调整方法、控制电路及电磁流量计励磁电路。　 

背景技术　

电磁流量计由传感器和转换器构成，传感器为流量测量提供工作磁场并输出感应电压信号，转换器中的电子电路为传感器的励磁线圈提供励磁电流，并将传感器输出的微弱电压信号放大处理后计算出对应的流速和流量值。　 

励磁电路是转换器中的关键电路，通常由励磁电源、励磁线圈驱动电路（简称Ｈ桥电路）和恒流源电路构成。而转换器内部的温升主要来自用于为整个电磁流量计供电的外部电源电路和所述励磁电路，所述励磁电路中的温升则产生于励磁电源和恒流源电路的功耗，前者可以采用开关电源技术来降低相关器件的功耗，而恒流源电路上的压降与励磁电源输出电压和传感器的励磁线圈直流电阻直接有关。由于传感器的励磁线圈直流电阻的变化范围很大，最小只有30Ω左右，最大可达110Ω左右，所以，当励磁电源输出的励磁电压一定时，励磁线圈直流电阻上的压降越小，恒流源电路上的压降就越大，则恒流源电路的功耗越大，这导致恒流源电路的温升越高，反之亦然。然而，转换器内部过高的温升不仅会降低流量测量精度，还会影响转换器自身的工作温度范围、工作的可靠性及其寿命等，还导致了目前国内部分厂家生产的转换器，要求其有30分钟的预热时间，用来克服温升引起的始动漂移的影响。　 

现有技术中主要采用以下方案来降低恒流源电路上的压降，以克服转换器内部温升问题：　 

方法一：　 

参见图1所示的励磁电路示意图，本方案通过外接电阻的方式降低恒流源电路上的压降。具体地，励磁电源输出的电压Ｅ与各部分元器件上的压降满足以下关系：Ｅ＝ＵＫ+ＵＬＲ+ＵＷＲ+ＵＣ，其中，ＵＫ为Ｈ桥电路（所述Ｈ桥电路由4只桥 式连接的功率双极型晶体管或场效应管Ｋ1至Ｋ4构成）上的压降，ＵＬＲ为励磁线圈直流电阻上的压降，ＵＷＲ为外接电阻上的压降，ＵＣ为恒流源电路上的压降。由于ＵＫ上的压降可忽略不计且Ｅ恒定不变，所以在未采用外接电阻时，恒流源电路上的压降与励磁线圈直流电阻的阻值成反比，即直流电阻越小，流源电路上的压降越大，所以，可通过在Ｈ桥电路和励磁线圈之间串接电阻的方式来分担恒流源电路上的压降。　 

为了保证恒流源电路能够工作且具有较低的温升，理想状态下是将恒流源电路上的压降控制在某个理想值，该理想值是使恒流源能够工作的最小恒流源压降，假设该理想值为2.25Ｖ，但是，因外接电阻的阻值在可选范围内规格有限，很难选取合适的外接电阻与励磁线圈直流电阻进行匹配，使恒流源电路上的压降控制在2.25Ｖ或2.25Ｖ以上的合适范围内，导致对某些电磁流量计的温控效果较差，此外，在励磁电路外部串接电阻，操作起来也很不方便。　 

方法二：　 

参见图2所示的另一励磁电路示意图。由于励磁电压调整电路所需的控制电压Ｕ与恒流源电路上的压降往往不同，所以将恒流源电路上的压降经电阻Ｒ1和电阻Ｒ2进行分压得到电阻Ｒ2上的压降，并将Ｒ2上的压降作为反馈信号来控制励磁电压调整电路，使励磁电压调整电路输出的励磁电压和励磁线圈的直流电阻成正比，以保证施加在恒流源电路上的压降较小。　 

但是，由于分压电阻Ｒ1和Ｒ2的阻值在可选范围内规格有限、且励磁电压调整电路所需的控制电压Ｕ在一定范围内，所以，励磁电压调整电路输出励磁电压的调整范围受到分压电阻的阻值可选范围与励磁电压调整电路所允许的控制电压范围之间的匹配度的限制，这导致励磁电压调整电路输出的励磁电压在有限的范围内，导致对某些电磁流量计的温控效果较差。　 

发明内容　

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种励磁电压调整方法、控制电路及电磁流量计励磁电路，以通过有效降低恒流源电路的压降，实现降低电磁流量计转换器内部温升的目的。　 

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种励磁电压调整方法，所述方法 应用于电磁流量计励磁电路，所述电磁流量计励磁电路包括串联连接的励磁电压调整电路、励磁线圈驱动电路和恒流源电路，所述电磁流量计励磁电路还包括控制电路和低通滤波器电路，则所述方法包括：　 

所述控制电路获取所述恒流源电路上的第一压降；　 

如果所述第一压降不在设定数值范围内，则所述控制电路调整自身输出的ＰＷＭ方波的占空比，以便所述调整后的ＰＷＭ方波经所述低通滤波器电路滤波后产生直流电平并在直流电平的作用下改变所述励磁电压调整电路输出的励磁电压，所述控制电路继续执行所述获取恒流源电路上的第一压降的步骤；