f/I信号变换器

　　1引言

　　涡轮流量计因其惯性小、精度高、量程宽等特点，在纯净液体的流量自动检测中得到广泛应用。但是我国内的涡轮流量计，大多用于现场显示。因为没有配套信号变换电路，不能输出标准联络信号，对提高自动化程度，构成流量控制系统的用户带来不便。为此，设计了一种f/I信号变换器。该变换器与涡轮流量计连接，可以将反映流量大小的电脉冲变换为国际统一标准电流信号，因而便于构成流量闭环控制系统。下文给出f/I信号变换器的设计思路，并对变换器电路中有关参数的选取方法加以说明。

　　2用V/f变换器实现f/I变换

　　f/I信号变换器的功能是将涡轮流量计的输出脉冲频率f转换为统一标准直流电流信号I，可分两步实现，先完成f/V转换，再实现V/I转换。实现f/V转换的一种方法是用V/f变换器。目前电子市场上难找到用于f/V转换的专用芯片，但是一般的V/f转换器都具有f/V转换功能，只要采用特定的外接电路即可实现。图1是一种实现方案。来自涡轮流量计的电脉冲信号关接在LM331比较器闭值端6脚上，脉冲下降沿触发定时电路，1脚流出平均电流，经滤波即获得与关相应的电压信号，再经过运算放大器放大，即实现了f/V转换。由于所用芯片LM331工作的频率.范围在o~IOkHz，在较低频率时线性度差，因此这种方案不宜用在小流量测量中。

　　3采用555时基电路实现的f/I信号变换器

　　采用555时基电路的f/I信号变换器，仍然分为两步实现，即先实现f/v变换，再实现v/I变换。

　　3.If/v变换

　　目前国内外生产555时基电路芯片的厂家较多，产品的基本性能大致相仿。选用国产5G15558脚双列直插式单时基电路芯片。要完成小流量信号的测量变送，所用涡轮流量计上量限4m3/h对应的涡轮流量计输出脉冲频率为83oHz，而5G1555芯片在低频段的线性度较为理想。

　　用5G1555实现f/v变换的电路结构如图2所示。图中用该芯片构成单稳态触发电路，将涡轮流量计输出的电脉冲信号变换为矩形方波信号V毛，方波信号的电压平均值正比于电脉冲频率，因此能反映涡轮流量计所检测的液体流量大小。

　　方波信号Va的波宽为：

　　若流量计检测的最大流量q、。二对应的涡轮流量计输出电脉频率为jn~，则应取T<1/fn，。对于j、。二二83oHz，经计算取R一loKn，C=0.1仁F。

　　3.Zv/I变换

　　由f/v变换电路送出的电压信号风，，经由电压放大器放大为。~6V的电压信号V。，，送给V，/I变换电路，变换为4~20mAI)C标准信号，此信号可直接送往DDZ一皿单元组合仪表的调节器，当然也可以送往可编程调节器或工业控制计算机。电压放大器采用同相放大器，电路从略。