电磁流量计对各种励磁方法的优势
时间：2016-01-13 阅读：1511
电磁流量计的低频矩形波励磁技术，虽然相对以前的各种励磁方法均具有一定的优势，但是在微分干扰和同相干扰方面仍存在一定的不足，由于矩形波高低电平的快速、频繁变化，势必会引入极大的微分干扰和同相干扰，而且，由于这两种干扰的幅值与流速没有关系，在小流速测量中，必然造成信噪比明显下降，测量准确度明显降低。电磁流量计是法拉第电磁感应定律的具体应用，导电流体在磁场中流动切割磁力线，产生感应电动势。此感应电动势是一个微弱的交变信号，且此信号内阻高，为兆欧级，同时噪声信号多，尤其为50Hz工频干扰，幅值远远大于流量的感应电动势信号。信号处理电路是传感器和单片机系统的中介，它是测量系统中硬件的关键部分，作用是将传感器的感应电势信号(微伏至毫伏级的交流信号)转变为单片机可接受的直流信号。
由于信号传输线的影响和电极表面阻抗的变化，进入信号调理电路的信号夹杂有微小的直流分量，如果让其直接进入放大器，在很大的放大倍数下，一对电极信号中的直流分量的差值很容易使放大的信号失真，甚至使放大器饱和而不正常工作，为此采用高通滤波器来实现隔直。在设计高通滤波器时，应保证其截止频率很小，以使信号顺利通过。如果电容太大，微小的交流信号将难以通过，所以希望电阻数值取得很大。当励磁电流由一个稳态转换为另一个稳态时，磁场开始以一定的速率向另一个稳态转换，在达到稳定前，电极引出回路有与磁场相反的微分形式的感应电压发生。随着时间的改变，磁场又以一定的速率向另一个稳态转换，电极引出回路又有反向的感应电压发生。于是这一周期过程中，电极引出线回路得到的感应电压是一个正的微分变化状态的电压波形和一个负的微分变化状态的电压波形。
为了降低矩形波励磁所产生的微分干扰，本文提出了梯形波励磁方式。即采用梯形波取代矩形波，既具有了矩形波的稳态部分，利于感应电动势信号的采集与处理，又可以很好的减小，从而降低微分效应对于小流量测量准确度的影响。 同时，采用梯形波励磁方式，在采样方式上，可以采用动态零点补偿来进一步提高零点稳定性。这种方法是近似认为在励磁过程中，零值励磁部分的传感器产生的感生电动势信号与仪表的实际零点漂移值具有很大的相关性，从而利用零值励磁阶段的感生电动势信号动态补偿在正或负励磁阶段的感生电动势信号中的零点漂移部分，从而提高零点稳定性。