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。

　　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，如腰輪流量計就是可以精確計量流經(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，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)一的標準電流信號，并送至流量閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而達到自動控制管道液體流量的目的。為此，本文以LL25型腰輪流量計為例，設(shè)計了一種信號變送器電路。

　　1設(shè)計思路LL25型腰輪流量計在工作的時候，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尾部的發(fā)訊器輸出，實現(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)一標準的直流電流信號，因此，腰輪流量計尾部發(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)換成符合標準的電流值。

　　而f /I轉(zhuǎn)換一般可以由f /V、V /I二次轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，設(shè)計整體方框圖如圖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的直流標準電流信號，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.因為輸出脈沖寬度固定等于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與輸入脈沖頻率嚴格成正比關(guān)系，從而實現(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也與腰輪流量計所在的管道液體流量嚴格成正比。將上述濾波所得電壓信號再送到同相運算放大器IC進行放大，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′變化的標準電流信號I而言：處于開環(huán)工作狀態(tài)，可近似認為V即：根據(jù)電路設(shè)計要求， 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。相對負載R的變化，輸出電流I可恒定不變，與腰輪流量計所測流量相對應(yīng)。從而實現(xiàn)了V /I轉(zhuǎn)換，液體流量變換為自動流量控制系統(tǒng)所要求的直流標準電流信號。

　　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)一的直流標準信號，便于自動流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成，為此設(shè)計的電路是合理的、可行的。

　　李大友。數(shù)字電路邏輯設(shè)計。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（自然科學(xué)版）