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基于驱动特性图法的科氏流量计模拟驱动设计

计量学报 2020年第8期41卷 953-959页

作者：徐浩然徐科军张伦刘文乐静黄雅刘陈慈合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 工业自动化安徽省工程技术研究中心安徽合肥230009

传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,... 详细信息

传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,进而推导新型模拟驱动的驱动特性曲线,设计出能同时工作于单相流和气液两相流下的新型模拟驱动电路。在持续气液两相流和单相流-气液两相流切换下,进行了已有模拟驱动和新型模拟驱动的对比实验。结果表明:新型模拟驱动的驱动稳定性和快速性均优于已有模拟驱动。

关键词：计量学科氏质量流量计驱动特性图模拟驱动气液两相流传感器停振

基于特性图分析的科氏质量流量计模拟驱动研究

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计量学报 2021年第2期42卷 189-198页

作者：黄雅徐科军刘陈慈刘文乐静徐浩然张伦合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009 工业自动化安徽省工程技术研究中心安徽合肥230009

针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果... 详细信息

针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果表明,新型模拟驱动的驱动信号幅值更稳定,启振更快;差分驱动显著提高了驱动能量;与经典模拟驱动相比,改进的差分驱动的驱动信号和传感器信号幅值分别提高了4.2倍、3.8倍,驱动信号幅值的标准差仅为0.08,启振时间减少至2.3 s。

关键词：计量学气液两相流科氏质量流量计改进的差分驱动驱动特性图模拟驱动

基于SERCOS总线的模拟驱动接口模块设计

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制造业自动化 2014年第8期36卷 146-149页

作者：马春峰威海职业学院机电工程系威海264210

SERCOS总线是一种广泛应用于数控机械装备的现场总线,选用SERCON816总线接口控制器、TLV5614数模转换器及TMS320F28335控制器,通过合理设计其接口电路并进行初始化设置和程序编写,实现了SERCOS现场总线信号与传统模拟信号的高速转换并... 详细信息

SERCOS总线是一种广泛应用于数控机械装备的现场总线,选用SERCON816总线接口控制器、TLV5614数模转换器及TMS320F28335控制器,通过合理设计其接口电路并进行初始化设置和程序编写,实现了SERCOS现场总线信号与传统模拟信号的高速转换并在旧铣床数控改造中成功应用。为相关行业模拟伺服驱动的老旧设备改造提供了一种新思路。

关键词： SERCOS总线模拟驱动机床改造

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科氏质量流量计模拟驱动系统关键技术研究

科氏质量流量计模拟驱动系统关键技术研究

作者：黄雅合肥工业大学

学位级别：硕士

科氏质量流量计作为一种直接测量流体质量的质量流量计,被广泛应用于物料精确配比、燃料用量控制、贸易经济结算等场合。驱动系统作为科氏质量流量计的核心组成部分,通过提供、调控驱动能量来维持流量管振动,为科氏质量流量计实现精准... 详细信息

科氏质量流量计作为一种直接测量流体质量的质量流量计,被广泛应用于物料精确配比、燃料用量控制、贸易经济结算等场合。驱动系统作为科氏质量流量计的核心组成部分,通过提供、调控驱动能量来维持流量管振动,为科氏质量流量计实现精准测量提供基础。模拟驱动系统的科氏质量流量计因其独特优点,在国内被大量生产和广泛应用。但是,在实际应用中,模拟驱动系统的科氏质量流量计依然存在问题。针对模拟驱动科氏质量流量计存在驱动能力不足的问题,基于驱动特性图分析方法,分析三种已有模拟驱动系统,指出存在的问题及原因,为系统改进提供依据。根据分析结果,单端模拟驱动系统的启振慢,在测量气液两相流时,系统无稳定工作点,流量管易停振;差分模拟驱动系统在测量气液两相流时,驱动信号幅值过早发生衰减;改进的单端模拟驱动系统在测量气液两相流时,驱动能量依然受限。提出新型差分模拟驱动系统,基于驱动特性图分析方法,分析系统可行性,设计实现电路,进行驱动实验。气液两相流下的驱动实验结果表明,新型差分驱动系统的驱动信号幅值更大、更稳定,传感器信号幅值也更大。单相流下的启振实验结果表明,新型差分模拟驱动系统通过灵活的幅值控制加快了启振速度,启振时间缩短为2.3s。所提出的新型差分模拟驱动系统能有效地提高系统驱动能力。针对模拟驱动科氏质量流量计难以确定最佳振幅,无法达到最好测量效果的问题。利用性能优良的Micro Motion DN25口径Ω型传感器匹配模拟驱动变送器,首先,采集不同振幅下的信号,从零点、振幅稳定性、波形失真、信号功率谱、信噪比和系统驱动效率等角度分析振幅对科氏质量流量计性能的影响。然后,进行不同振幅的单相水流量标定实验,根据标定误差和重复性确定系统最佳振幅。结果表明,零点随着振幅的增大而增大,振幅为349mV～533mV更利于零点稳定;随着振幅的增大,波形失真愈加严重、高次谐波分量也随之增大、噪声信号功率也呈现增大趋势,从而影响信噪比,使驱动效率降低;但是,振幅过小会加剧传感器放大信号幅值波动,影响测量结果。另外,振幅为439.81m时的标定实验误差最小、误差曲线最平滑、重复性满足要求。因此,科氏质量流量计的振幅不宜过小或过大,最佳振幅约为439mV。

关键词：科氏质量流量计模拟驱动驱动特性图新型差分模拟驱动系统最佳振幅

汽车数字万用表对电控汽车电器元件的检测与模拟驱动方法

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铜业工程 2008年第3期 43-47页

作者：张齐斌江西铜业集团(贵溪)物流有限公司江西贵溪335424

针对电控汽车的维修特点,阐述了如何正确使用汽车数字万用表检测电控发动机电器元件,介绍了传感器模拟与执行器的驱动。

关键词：汽车数字万用表电控发动机检测模拟驱动

PDP的新驱动方法——CLEAR模拟驱动法

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彩色显像管 2001年第4期 43-45页

作者：董会夏

群贤毕至，畅叙模拟驱动创新之美——记2007FEA有限元在线技术大会开幕

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汽车制造业 2008年第1期 8-8页

作者：邢桂芬《汽车制造业》记者

2007年12月13～14日，有限元在线（FEAonline）在北京召开了其2007年度技术大会，来自清华航空航天学院、一汽技术中心、北汽福田汽车、长安汽车及长城汽车等相关专家参会并做了主题报告。

关键词：在线技术有限元模拟驱动创新长城汽车航空航天技术中心北汽福田

基于科里奥利质量流量计的模拟驱动电路设计仿真

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集成电路应用 2022年第12期39卷 160-161页

作者：曾旭代显智徐媛李焕焕黎涛西华师范大学电子信息工程学院四川637002

阐述一种基于科里奥利质量流量计幅值、频率可调的自动增益控制模拟驱动电路,在流量管没有外部输入信号时能够通过自激振荡输出一个激励流量管起振的正弦波信号,并在流量管信号发生幅值改变时能够自动稳定幅值在流量管的最佳振幅内。

关键词：质量流量计模拟驱动正弦波振荡电路幅值控制

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科里奥利质量流量计测量系统研究

科里奥利质量流量计测量系统研究

作者：李铭四川大学

学位级别：硕士

科里奥利质量流量计广泛应用于工业生产、能源计量和城市公共事业等重要场合,其测量测量精度高,重复性好且应用场景广泛,但高精度产品长期依靠进口。国内现阶段大量使用的基于模拟驱动工作的科式质量流量计在流量测量时无法快速准确捕... 详细信息

科里奥利质量流量计广泛应用于工业生产、能源计量和城市公共事业等重要场合,其测量测量精度高,重复性好且应用场景广泛,但高精度产品长期依靠进口。国内现阶段大量使用的基于模拟驱动工作的科式质量流量计在流量测量时无法快速准确捕捉到当前传感器振动的频率,启动时间长且无法长时间稳定工作。科式质量流量计的测量原理是检测流量管上两个电磁感应线圈传感器的相位差和振动频率以得到当前流量的质量。但是目前主流设备其体积大,开机过程中平稳起振困难,长期使用容易产生振动失调,现阶段算法对于相位差检测误差较大,绝大部分科式质量流量计算法不能保证准确计算出两个电磁感应线圈传感器信号的相位差。本文针对现阶段科式质量流量计长期工作中所遇到振动紊乱的问题提出了上下门槛电压控制法,解决了长期使用过程中振动失调的问题,通过优化对测量电路的设计和Printed Circuit Board(PCB)布局提高测量信号的信噪比,同时提出了改进型Hilbert算法大幅度提高了两路模拟信号相位差的计算精度。本文针对科式质量流量计测量过程中影响测量精度的因素进行理论分析和实验验证,通过实验验证表明本文在提高大流量测量过程中的精度和重复性的同时也保证了小流量测量过程中的鲁棒性。在测量最高流量和最低流量比为22:1的测量范围内都可以达到较高的测量精度,相对误差最高为0.36%,且长时间工作过程中重复性达到了0.033%。本文所做工作和主要成果在以下几个方面:1.本文采用窗口式信号检测电路将回波信号的幅值限定在一个范围内,在信号产生波动的情况下仍能稳定捕捉目标信号,可以根据当前传感器型号合理调整窗口上下沿,解决长期使用过程中科式质量流量计振动紊乱的问题。同时通过上电瞬间三极管正负半周交替导通产生高强度驱动信号使电磁激振器快速稳定起振,减少从开机到稳定工作的时间间隔,减小起振过程中所需稳定时间过长造成的系统误差。2.本文采用双路同步模数转换电路结合改进型Hilbert算法,优化当前算法存在的单一流量计算的局限性和难以应对流量变化的复杂性,以提高当前实际生产过程中流量测量的鲁棒性。科式质量流量计工作的核心是对两个电磁线圈传感器相位差的准确测量,目前采用模拟驱动电路振动后测量回波信号的相位差依靠单一的模拟器件,难以实现回波信号相位差的高精度检测。本文采用双路同步模数转换电路在同一时钟下采集信号的技术,采用双路同步Analog to Digital Converter(ADC)在同一时钟下采集信号,消除了使用两个ADC芯片时钟不同步造成的系统误差。3.本文分析了信号幅值和频率后通过构建相应低通滤波电路,滤除高频系统噪声和随机噪声,同时构建反馈放大电路实时控制放大倍数,提高控制的鲁棒性。极大提高测量回波信号信噪比,解决了工业现场小信号测量过程中受到的巨大干扰问题,解决了测量过程中外部随机噪声过多对测量精度的影响,避免了工业现场微小信号易受干扰的问题。4.本文优化二次仪表的PCB布局,结合安装位置设计板卡尺寸,研制了科式质量流量计的测量变送器。用标准流量计(精度等级为0.1)对本文设计的变送器进行校准和标定。对标定和校准后的新型科式质量流量计进行流水测试实验,大量的实验结果表明本文设计的科式质量流量计变送器在24个小时连续工作过程中,几乎不存在零点漂移。本文通过科式质量流量计变送器硬件和算法结合,配合传感器进行流量质量测量,在长期测量过程中相对误差最高为0.36%且重复性达到了0.033%。本文创新点:1)利用上下窗口信号幅值筛选实现了变送器与传感器开机后平稳起振,解决了工作过程中振动紊乱的问题。2)将双路同步模数转换器与改进的Hilbert算法结合,提高了相位差计算的精度。

关键词：科里奥利质量流量计模拟驱动平稳起振同步采集微弱信号处理