JPS6152516B2 - - Google Patents
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- JPS6152516B2 JPS6152516B2 JP4414580A JP4414580A JPS6152516B2 JP S6152516 B2 JPS6152516 B2 JP S6152516B2 JP 4414580 A JP4414580 A JP 4414580A JP 4414580 A JP4414580 A JP 4414580A JP S6152516 B2 JPS6152516 B2 JP S6152516B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/363—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction with electrical or electro-mechanical indication
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はオリフイスプレートを使用した差圧
式流量計等に用いて好適な演算回路に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an arithmetic circuit suitable for use in a differential pressure flow meter using an orifice plate.
管路内を定常流で流れる流体の流量を測定する
のには、差圧式流量計が最も広く使用されてい
る。この流量計の原理は、管路内にオリフイスプ
レートを設け、その前後の圧力差から流量を測定
しようとするものである。 Differential pressure flowmeters are most widely used to measure the flow rate of fluid flowing in a steady flow through a pipe. The principle of this flowmeter is to provide an orifice plate in a pipe and measure the flow rate from the pressure difference before and after the orifice plate.
ここで、流量qと圧力差(P1−P2)の間には次
式のような関係がなりたつ。 Here, there is a relationship between the flow rate q and the pressure difference (P 1 −P 2 ) as shown in the following equation.
なお、kは構造できまる定数、ρは流体の密度
である。 Note that k is a constant determined by the structure, and ρ is the density of the fluid.
したがつて、流量から圧力差を知りたいときは
2乗の演算、圧力差から流量を知りたいときは平
方根の演算がそれぞれ必要となる。 Therefore, when you want to know the pressure difference from the flow rate, you need to calculate the square, and when you want to know the flow rate from the pressure difference, you need to calculate the square root.
このような演算回路には、従来から知られてい
るものがいくつかあるが、いずれも回路が複雑に
なるという欠点があつた。 There are several conventionally known arithmetic circuits of this kind, but all of them have the drawback of being complex.
この発明はこのような従来の欠点を解消するた
めになされたもので、その目的とするところは、
簡単な回路構成で2乗または平方根の演算ができ
るような演算回路を提供することにある。 This invention was made to eliminate these conventional drawbacks, and its purpose is to:
An object of the present invention is to provide an arithmetic circuit that can perform square or square root operations with a simple circuit configuration.
このような目的を達成するために、この発明
は、3角波のような周期的に比例勾配を繰り返す
リフアレンス信号をコンパレータで入力信号と比
較し、その極性に応じてスイツチをオンさせてリ
フアレンス信号をフイルタに供給して平滑し、入
力信号の2乗の信号を得るように構成したもので
ある。また、この2乗演算回路を裏回路に配し
て、フイルタの平滑出力を入力信号とともにオペ
レーシヨナルアンプに入力し、両入力が等しくな
るように制御して出力信号を出力し、この出力信
号をコンパレータの入力信号として帰還させて、
前記入力信号の平方根の信号を得るように構成し
たものである。 In order to achieve such an object, the present invention compares a reference signal such as a triangular wave that periodically repeats a proportional slope with an input signal using a comparator, and turns on a switch depending on the polarity of the reference signal. is supplied to a filter and smoothed to obtain a signal that is the square of the input signal. In addition, this square calculation circuit is placed in the back circuit, and the smoothed output of the filter is input to the operational amplifier along with the input signal, and an output signal is output by controlling both inputs to be equal. Feedback as input signal of comparator,
It is configured to obtain a signal that is the square root of the input signal.
以下、この発明を実施例にもとづいて詳細に説
明する。 Hereinafter, this invention will be explained in detail based on examples.
第1図はこの発明に係る演算回路を2乗演算回
路として用いた実施例の回路図、第2図は各信号
の波形図である。 FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment in which the arithmetic circuit according to the present invention is used as a square arithmetic circuit, and FIG. 2 is a waveform diagram of each signal.
図において、1はリフアレンスジエネレータ
で、第2図イに示すような周期的に比例勾配を繰
り返す3角波のリフアレンス信号を発信する。2
はコンパレータで、反転入力端子にリフアレンス
信号が入力され、非反転入力端子には入力端子3
を経てセンサ等から出力されたアナログ値を有す
る入力信号eINが入力される。4は切換スイツチ
で、常時は可動接点が固定点aにオンしている
が、コンパレータ2から出力される動作信号によ
つて固定接点bにオンするように作用する。5は
抵抗R、コンデンサCからなり積分回路として作
用するフイルタ、6は出力端子である。 In the figure, reference numeral 1 denotes a reference generator, which emits a triangular wave reference signal that periodically repeats a proportional gradient as shown in FIG. 2A. 2
is a comparator, the reference signal is input to the inverting input terminal, and the input terminal 3 is input to the non-inverting input terminal.
An input signal e IN having an analog value output from a sensor or the like is inputted through the input signal e IN . Reference numeral 4 designates a changeover switch whose movable contact is normally turned on at the fixed point a, but acts to turn on the fixed contact b in response to an operating signal output from the comparator 2. 5 is a filter consisting of a resistor R and a capacitor C and acts as an integrating circuit; 6 is an output terminal.
このような回路構成において、入力信号eINが
一定電圧e1であると、コンパレータ2においてこ
の電圧e1とリフアレンス信号が比較され、リフア
レンス信号が電圧e1より小さい場合は動作信号が
出力される。この動作信号によつて切換スイツチ
4は切換わり可動接点が固定接点bにオンするた
め、第2図ロに示すようなリフアレンス信号がフ
イルタ5に供給される。このリフアレンス信号は
フイルタ5で平滑されて積分され、その面積に相
当する電圧e2が出力信号eOUTとして出力端子6
に出力される。リフアレンス信号の3角波のピー
ク電圧をeT、その1/4周期をT、リフアレンス信
号が電圧e1より小さい期間を2tとするとt=e1/eT
T
なる関係がある。さらに、e2T=1/2te1なる関係が
成立するので、e2=t/2Te1=1/2eTe1 2となる
。eTは
一定であるので、eTの大きさを適当に選定する
ことによりe2=e1 2となる。 In such a circuit configuration, when the input signal e IN is a constant voltage e 1 , the comparator 2 compares this voltage e 1 with a reference signal, and if the reference signal is smaller than the voltage e 1 , an operating signal is output. . In response to this operation signal, the changeover switch 4 is switched and the movable contact turns on the fixed contact b, so that a reference signal as shown in FIG. 2B is supplied to the filter 5. This reference signal is smoothed and integrated by a filter 5, and a voltage e 2 corresponding to the area is sent to an output terminal 6 as an output signal e OUT .
is output to. If the peak voltage of the triangular wave of the reference signal is e T , its 1/4 period is T, and the period during which the reference signal is lower than the voltage e 1 is 2t, then t = e 1 /e T
There is a relationship called T. Furthermore, since the relationship e 2T = 1/2te 1 holds, e 2 =t/2Te 1 = 1/2e Te 1 2 . Since e T is constant, e 2 =e 1 2 can be obtained by appropriately selecting the magnitude of e T .
また、入力信号eINが電圧e3(=2e1)である
と、コンパレータ2および切換スイツチ4が同様
に動作して、第2図ハに示すようなリフアレンス
信号がフイルタ5に供給され、出力信号eOUTと
して電圧e4が得られる。このとき、電圧e3とe4の
間にはe3 2=e4(=4e2)の関係がなりたつ。すなわ
ち、入力電圧が2倍になると出力電圧は4倍にな
り、入力信号eINと出力信号eOUTの間にはeIN
2=eOUTの関係が得られる。かくて、簡単な回
路構成で2乗値を演算できる。 Moreover, when the input signal e IN is the voltage e 3 (=2e 1 ), the comparator 2 and the changeover switch 4 operate in the same way, and a reference signal as shown in FIG. A voltage e 4 is obtained as the signal e OUT . At this time, the relationship e 3 2 = e 4 (=4e 2 ) holds between the voltages e 3 and e 4 . In other words, when the input voltage doubles, the output voltage quadruples, and there is e IN between the input signal e IN and the output signal e OUT .
The relationship 2 = e OUT is obtained. Thus, the square value can be calculated with a simple circuit configuration.
第3図は平方根演算回路として用いた実施例の
回路図である。第1図と同一部分には同一付号を
付してある。7はオペレーシヨナルアンプで、非
反転入力端子には入力端子3から入力信号eINが
入力され、反転入力端子にはフイルタ5から出力
される平滑信号eFILが入力される。そして、オ
ペレーシヨナルアンプ7の出力信号eOUTは出力
端子6に出力されると同時に、コンパレータ2の
非反転入力端子に入力されて帰還される。 FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment used as a square root calculation circuit. The same parts as in FIG. 1 are given the same numbers. 7 is an operational amplifier, the input signal e IN from the input terminal 3 is input to the non-inverting input terminal, and the smoothed signal e FIL output from the filter 5 is input to the inverting input terminal. The output signal e OUT of the operational amplifier 7 is output to the output terminal 6, and at the same time is input to the non-inverting input terminal of the comparator 2 and fed back.
このような構成で、オペレーシヨナルアンプ7
はeIN=eFILとなるような出力信号eOUTを出力
するように制御動作する。この結果、次のような
関係式がなりたつ。 With this configuration, operational amplifier 7
is controlled to output an output signal e OUT such that e IN =e FIL . As a result, the following relational expression holds true.
eIN=eFIL …(1)
また、第1図の実施例から
eOUT 2=eFIL …(2)
(1),(2)式から
√IN=eOUT …(3)
かくて、簡単な回路構成で平方根値を演算でき
る。 e IN =e FIL ...(1) Also, from the example in Figure 1, e OUT 2 =e FIL ...(2) From formulas (1) and (2), √ IN =e OUT ...(3) Thus, it is easy The square root value can be calculated with a simple circuit configuration.
このように、簡単に所定のアナログ量の2乗値
または平方根値を演算できるため、オリフイスプ
レートを用いた差圧式流量計において流量と圧力
差の関係が容易に演算できる。 In this way, since the square value or square root value of a predetermined analog quantity can be easily calculated, the relationship between the flow rate and the pressure difference can be easily calculated in a differential pressure type flowmeter using an orifice plate.
以上の実施例では、リフアレンス信号として3
角波を使用したが、鋸歯状波、3角波と鋸歯状波
の中間の波形のもの等周期的に比例勾配を繰り返
す信号を種々適用できる。また、切換スイツチも
接点式スイツチでなく電子式の各種無接点スイツ
チ手段を使用できる。 In the above embodiment, the reference signal is 3
Although a square wave is used, various signals having a periodically repeating proportional slope can be applied, such as a sawtooth wave or a waveform intermediate between a triangular wave and a sawtooth wave. Further, the changeover switch is not a contact type switch, but various electronic type non-contact switch means can be used.
また、差圧式流量計のほかにも、差圧伝送器に
適用して、2乗特性を有する検出感度特性を補償
して極めて簡単に直線的な出力特性を得るように
することもできる。 In addition to differential pressure type flowmeters, the present invention can also be applied to differential pressure transmitters to compensate for detection sensitivity characteristics having square-law characteristics and to obtain linear output characteristics very easily.
このように、この発明に係る演算回路による
と、簡単な回路構成で2乗または平方根の演算が
でき、差圧式流量計や差圧伝送器等に利用して非
常に有効である。 As described above, the arithmetic circuit according to the present invention can perform square or square root calculations with a simple circuit configuration, and is very effective when used in differential pressure flowmeters, differential pressure transmitters, and the like.
第1図はこの発明に係る演算回路の一実施例の
回路図、第2図は各信号の波図、第3図は他の実
施例の回路図である。
1…リフアレンスジエネレータ、2…コンパレ
ータ、3…入力端子、4…切換スイツチ、5…フ
イルタ、6…出力端子、7…オペレーシヨナルア
ンプ。
FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of an arithmetic circuit according to the present invention, FIG. 2 is a wave diagram of each signal, and FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment. 1... Reference generator, 2... Comparator, 3... Input terminal, 4... Selector switch, 5... Filter, 6... Output terminal, 7... Operational amplifier.
Claims (1)
号を発信するリフアレンスジエネレータと、この
リフアレンス信号と入力信号を入力して比較し、
比較値の極性に応じて動作信号を出力するコンパ
レータと、この動作信号によつてリフアレンス信
号の出力回路をオンするスイツチと、このスイツ
チのオンにより出力されるリフアレンス信号を平
滑するフイルタとからなり、入力信号の2乗の信
号をフイルタから出力させるようにした演算回
路。 2 周期的に比例勾配を繰り返すリフアレンス信
号を発信するリフアレンスジエネレータと、入力
信号を入力し出力信号を出力するオペレーシヨナ
ルアンプと、リフアレンス信号と出力信号を入力
して比較し、比較値の極性に応じて動作信号を出
力するコンパレータと、この動作信号によつてリ
フアレンス信号の出力回路をオンするスイツチ
と、このスイツチのオンにより出力されるリフア
レンス信号を平滑するフイルタとからなり、この
フイルタから出力される平滑信号を前記オペレー
シヨナルアンプに入力して、前記入力信号と平滑
信号とが等しくなるように前記出力信号を制御
し、出力信号を入力信号の平方根の信号とするよ
うにした演算回路。[Claims] 1. A reference generator that transmits a reference signal that periodically repeats a proportional gradient, and inputting and comparing this reference signal and an input signal,
It consists of a comparator that outputs an operating signal according to the polarity of the comparison value, a switch that turns on a reference signal output circuit in response to this operating signal, and a filter that smoothes the reference signal that is output when the switch is turned on. An arithmetic circuit that outputs a signal that is the square of the input signal from a filter. 2. A reference generator that emits a reference signal that periodically repeats a proportional gradient, an operational amplifier that inputs an input signal and outputs an output signal, inputs and compares the reference signal and output signal, and determines the polarity of the comparison value. It consists of a comparator that outputs an operating signal according to the operating signal, a switch that turns on the reference signal output circuit according to this operating signal, and a filter that smoothes the reference signal that is output when this switch is turned on. An arithmetic circuit that inputs a smoothed signal to the operational amplifier, controls the output signal so that the input signal and the smoothed signal are equal, and makes the output signal a square root of the input signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4414580A JPS56140212A (en) | 1980-04-03 | 1980-04-03 | Arithmetic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4414580A JPS56140212A (en) | 1980-04-03 | 1980-04-03 | Arithmetic circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56140212A JPS56140212A (en) | 1981-11-02 |
JPS6152516B2 true JPS6152516B2 (en) | 1986-11-13 |
Family
ID=12683462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4414580A Granted JPS56140212A (en) | 1980-04-03 | 1980-04-03 | Arithmetic circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56140212A (en) |
-
1980
- 1980-04-03 JP JP4414580A patent/JPS56140212A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56140212A (en) | 1981-11-02 |
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