[发明专利]一种消除气体超声波流量计零点漂移的电路设计方法

摘要

本发明涉及一种消除气体超声波流量计零点漂移的电路设计方法，所设计的发射电路包括两个控制信号源V1、V2；变比为1:3的高频变压器T1；四个功率MOSFET：M1、M3为P沟道增强型MOSFET，M2、M4为N沟道增强型MOSFET；V1与M1、M4管的g端口连接，V2与M2、M3管的g端口连接；M1、M3管的s端口与电源正极相连接，d端口连接在高频变压器T1的两端，M2、M4管的s端口接地，d端口连接至高频变压器T1；通过控制信号源V1、V2输出电平的高低，控制四个功率MOSFET管的导通情况；发射匹配电阻RS、第一模拟开关S以及换能器串联连接在变压器副边；本发明可以消除零点误差和零点漂移，提高超声流量计测量精度。

主权项

1.一种消除气体超声波流量计零点漂移的电路设计方法，包括下列步骤：1)选取变比为1:3的高频变压器，设计气体超声波流量计互易性发射电路：发射电路包括两个控制信号源V1、V2；变比为1:3的高频变压器T1；四个功率MOSFET：M1,M2,M3,M4，其中,M1、M3为P沟道增强型MOSFET，称为第一组MOSFET，M2、M4为N沟道增强型MOSFET，称为第二组MOSFET；两组MOSFET导通时的导通阻值之和是相同的；V1与M1、M4管的g端口连接，V2与M2、M3管的g端口连接；M1、M3管的s端口与电源正极相连接，d端口连接在高频变压器T1的主边两端，M2、M4管的s端口接地，d端口连接至高频变压器T1的主边两端；通过控制信号源V1、V2输出电平的高低，控制四个功率MOSFET管的导通情况；发射匹配电阻RS、第一模拟开关S以及换能器串联连接在变压器副边；第一模拟开关S开关状态由处理器输出信号V0控制，导通电阻为RA，用以切换换能器；根据高频变压器的变比和两组MOSFET导通时的导通阻值之和，计算变压器副边的等效阻抗RM；2)设计气体超声波流量计互易性接收电路：在接收电路中使用的模拟开关，称为第二模拟开关，与发射电路使用的第一模拟开关相同；接收电路包括第二模拟开关S和后续的电压跟随电路，换能器与第二模拟开关S串联后和匹配电阻RL一起并联连接在运算放大器的正向输入端；第二模拟开关S的开关状态由处理器输出信号V3控制，用以切换换能器；运算放大器的输出端通过反馈电阻R连接至运算放大器的反向输入端，形成负反馈；3)设置匹配电阻阻值：设置合适的值使RS+RM与RL的值相等，即可满足互易性测量的阻抗匹配条件，实现阻抗匹配，忽略小阻值RM，匹配合适的RS与RL的值，匹配阻值设置为RS＝RL＝2KΩ。