[实用新型]一种新型数字式电磁流量计驱动电路

说明书

本实用新型涉及一种新型数字式电磁流量计驱动电路，包括信号处理模块、供电模块、励磁电路模块和STC8系列微处理器模块。信号处理模块包括前置放大电路、主放大电路、滤波放大电路和反相电路；供电模块包括供电及信号耦合电路和电源产生电路。信号处理模块连接STC8系列微处理器模块，STC8系列微处理器模块分别连接供电模块中供电及信号耦合电路和励磁电路模块，供电模块中电源产生电路连接信号处理模块。本实用新型采用STC8系列微处理器模块可实现为励磁电路模块提供可调节方波控制信号、对流量信号进行采样保持和V/F转换等功能，使方波控制信号和V/F转换更便捷、标准和稳定，电路结构更简单，节省了驱动电路所占空间，适用于对流量和体积有严格要求的场合。

技术领域

本实用新型涉及一种油田测井领域的电磁流量计驱动电路，具体涉及一种以STC8系列微处理器为核心的数字式电磁流量计驱动电路。

背景技术

电磁流量计是根据法拉第电磁感应的原理测量导电的液体体积的新型流量测量仪表。目前它广泛应用于工业领域如酸、碱、盐等腐蚀性介质及各种浆液等导电液体的流量测量。目前应用最广泛的励磁方式是低频方波励磁，相比较于传统的直流励磁，其避免了电极表面的极化现象；相比较于高频励磁，其零点稳定性较好。但目前使用的低频励磁电磁流量计对励磁电路的控制信号产生过程较复杂，而且需要对信号进行采样保持的电路和压/频转换电路的接入，使得电路相对复杂，所占空间相对较大。而驱动电路中引入了STC8系列微处理器，不仅使得励磁电路的控制方波信号输出更加稳定，而且使得驱动电路的体积变得更小，更加适用于对体积有严格要求的液体流量测量场合。

实用新型内容

本实用新型针对现有低频方波励磁驱动电路存在的不足，提出了一种基于STC8系列微处理器的数字式电磁流量计驱动电路，通过利用STC8系列微处理器代替以往采用复杂模拟电路实现方波信号产生、采样和保持以及压/频转换等功能，大大简化了电路结构，降低了电路调试难度。

本实用新型技术方案是：新型数字式电磁流量计驱动电路，包括信号处理模块、供电模块、励磁电路模块和STC8系列微处理器模块。信号处理模块包括前置放大电路、主放大电路、滤波放大电路和反相电路；供电模块包括供电及信号耦合电路和电源产生电路。

供电模块中供电及信号耦合电路，外接直流供电设备，其输出端一方面连接电阻和稳压管分别为低压差线性稳压器和直流-直流转换器供电，另一方面又连接到励磁模块中励磁方波产生电路，为励磁电路提供高电位，保证励磁电流正常工作，而且此电路利用稳压管作为后续电路的保护电路，避免瞬间高压烧毁电路，并将STC8系列微处理器模块的输出信号耦合至电源输入端，叠加到直流供电电路上输出，最终实现流量频率信号的叠加输出；电源产生电路包括+VCC电源产生电路，虚拟地G产生电路和VSS电源产生电路。+VCC电源产生电路中低压差线性稳压器的输出端和各个芯片的正电源端相连，虚拟地G产生电路输出端则和单电源供电电路的虚电位相连，VSS电源产生电路中DC-DC转换器的输出端与双电源供电的芯片的负电源相连。

在励磁模块的励磁方波产生电路中，两个磁极线圈分别接在励磁方波产生电路的输出端电容的两端，同时恒流源电路产生恒定电流，并且微处理器1脚和2脚输出的相差半周期的控制方波使得上下两个工作在放大区的起到开关作用的三极管交替导通，与其对应的电路也随即导通，并且交替流过恒流源产生的稳定的励磁电流，驱动线圈工作，达到恒流励磁的目的。同时高压端反向串联两个稳压管，以保证磁极输出方波励磁信号时低电压不至于过低。

信号处理模块中前置放大电路连接传感器的两个电极，将接收的信号经过带有电压串联负反馈的前级放大，再经过次级差分电路消除共模噪声，并将两路信号转化为一路接入到主放大电路中，对流量信号进行进一步放大并滤波，再将流量信号依次连接到引入偏置电压的单电源供电的滤波放大电路和反相电路，实现流量信号的单极性输出，并且得到了相差半周期的低频励磁信号。