一種流量信號變送器電路劉松齡（電子工程系）了關(guān)鍵元件的參數(shù)。該電路具有性能好、簡單、調(diào)整容易等特點(diǎn)。

　　液體流量的測量技術(shù)應(yīng)用十分普遍，使用的測量工具很多，如腰輪流量計(jì)就是可以精確計(jì)量流經(jīng)管道之石油制品體積總量、安裝靈活的一種容積式流量計(jì)，在液體輸送特別是在加油系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。但這些測量工具大多僅限于現(xiàn)場顯示，為了構(gòu)成自動化程度較高的流量控制系統(tǒng)，需要在流量測量工具與控制系統(tǒng)之間配套一種信號變換電路，由此電路可以將流量計(jì)輸出的、反映流量大小的電脈沖信號變換為國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電流信號，并送至流量閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而達(dá)到自動控制管道液體流量的目的。為此，本文以LL25型腰輪流量計(jì)為例，設(shè)計(jì)了一種信號變送器電路。

　　1設(shè)計(jì)思路LL25型腰輪流量計(jì)在工作的時候，流經(jīng)的液體推動腰輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)帶動齒形碼盤轉(zhuǎn)動，從而使其內(nèi)部的轉(zhuǎn)換器與碼盤之間的磁阻值發(fā)生周期性的變化，進(jìn)而使轉(zhuǎn)換器中線圈的磁通量也發(fā)生周期性變化。于是線圈內(nèi)就產(chǎn)生了感應(yīng)的脈動電壓信號。此信號經(jīng)放大器放大后由流量計(jì)尾部的發(fā)訊器輸出，實(shí)現(xiàn)了流量到電脈沖信號的轉(zhuǎn)換，該脈沖信號的頻率（或脈沖數(shù)）與流過它的液體體積成正比例，可用流量系數(shù)（脈沖數(shù)/L）加以表示。

　　流量自動控制系統(tǒng)的輸入（多個）要求是國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號，因此，腰輪流量計(jì)尾部發(fā)訊器輸出的反映流量大小的脈沖頻率需要通過f /I變換器轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)的電流值。

　　而f /I轉(zhuǎn)換一般可以由f /V、V /I二次轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)整體方框圖如圖1所示。

　　2電路組成及原理變換電路由轉(zhuǎn)換器、V /I轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，電原理圖如圖2所示。其工作原理是：由f /V轉(zhuǎn)換器將腰輪流量計(jì)送來的電脈沖信號變換成0～6V的電壓信號輸送給V /I轉(zhuǎn)換器，再利用V /I轉(zhuǎn)換器把此電壓信號變換成4～10mA的直流標(biāo)準(zhǔn)電流信號，此信號比較終直接送往流量自動控制電路，下面具體討論各組成部分。

　　轉(zhuǎn)換器電路該電路主要是以單定時器為核心構(gòu)成。 ICM 7555亦稱時基集成電路，采用DIP8封裝形式，管腳功能如下： 1腳接模擬地， 2腳為觸發(fā)端， 3腳輸出端， 4腳復(fù)位端， 5腳控制電壓端， 6腳閾值端， 7腳放電端， 8腳接正電源V是阻容定時元件， RP是用來校準(zhǔn)輸出電壓值的電位器， ICM 7555被連接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器使用，觸發(fā)脈沖低電平有效。當(dāng)2腳觸發(fā)端輸入脈沖每出現(xiàn)一個負(fù)脈沖，即每觸發(fā)一次， 3腳就輸出一個正向脈沖，其高電平脈寬為：從3腳輸出的脈沖序列再經(jīng)R分壓及π形濾波網(wǎng)絡(luò)得到其平均值電壓0.因?yàn)檩敵雒}沖寬度固定等于1. 1RC，所以觸發(fā)脈沖頻率愈高，在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)愈多，由此獲得的V值也愈高，表明V與輸入脈沖頻率嚴(yán)格成正比關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了f /V轉(zhuǎn)換。 ICM 7555在0～200kHz的范圍內(nèi)可正常工作。

　　當(dāng)2腳接到腰輪流量計(jì)發(fā)訊器送來的脈沖信號時，π形濾波電路輸出一個與此脈沖頻率成正比的電壓值V 0.很顯然，電壓值V也與腰輪流量計(jì)所在的管道液體流量嚴(yán)格成正比。將上述濾波所得電壓信號再送到同相運(yùn)算放大器IC進(jìn)行放大，可得到0～6V的電壓信號V′轉(zhuǎn)換器電路也可以用555定時器為核心構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路來實(shí)現(xiàn)[1 ]，這里不加討論。

　　2. 2V /I轉(zhuǎn)換器電路該電路是一種轉(zhuǎn)換型恒流源電路，構(gòu)成主要器件是集成運(yùn)算放大器IC、場效應(yīng)管、晶體三極管T為同相放大器， T構(gòu)成復(fù)合管結(jié)構(gòu)[2 ]，可提高輸出級的輸入電阻，偏置電壓V在電路中起電平移動作用，電阻R上的電流I所引起的電壓I和V作為IC的反相端電壓從轉(zhuǎn)換器輸出的電壓信號作為的輸入，經(jīng)IC放大后控制復(fù)合管的工作狀態(tài)，由此輸出隨V′變化的標(biāo)準(zhǔn)電流信號I而言：處于開環(huán)工作狀態(tài)，可近似認(rèn)為V即：根據(jù)電路設(shè)計(jì)要求， V′變化范圍分別是0～6V、4～20mA，于是有：10，解之將2個90Ψ的電阻并聯(lián)后再與一個330Ψ電阻串聯(lián)可構(gòu)成R 10， 3個電阻均采用1 /8 W的金屬膜電阻。相對負(fù)載R的變化，輸出電流I可恒定不變，與腰輪流量計(jì)所測流量相對應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)了V /I轉(zhuǎn)換，液體流量變換為自動流量控制系統(tǒng)所要求的直流標(biāo)準(zhǔn)電流信號。

　　3結(jié)束語利用上述變送器可以將多種液體流量計(jì)輸出的流量電脈沖信號頻率轉(zhuǎn)換成國際統(tǒng)一的直流標(biāo)準(zhǔn)信號，便于自動流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成，為此設(shè)計(jì)的電路是合理的、可行的。

　　李大友。數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)。北京：清華大學(xué)出版社， 1997. 238～248童詩白。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社， 1988. 232～233中南民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）