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電磁流量計流量（流速）信號
關(guān)鍵字：電磁流量計 日期：2013-1-17 9:29:17
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電磁流量計流量（流速）信號
傳感器測量電極上得到的電壓信號提供給轉(zhuǎn)換器，由F式表示 
上式右邊第一項與流速（或流量）成正比，稱流速信號（或流量信號）：其他與流速無關(guān)的部分認(rèn)為是附加噪聲。以下考慮流速信號的電學(xué)參最。參照勵磁方式，分析流速信號電壓的基本特征，以便轉(zhuǎn)換器對流速信號能夠有效地、針對性地放大、處理和數(shù)據(jù)采集等。
(1)頻率
流量信號是由勵磁磁場感應(yīng)的，其電學(xué)特性與勵磁電流各參量有關(guān)。信號的頻率與勵磁頻率是一致的。從降低傳感器零點，保持穩(wěn)定的角度出發(fā)，通常采用6.25Hz，甚至低到1Hz勵磁頻率；扶降低流體極化電壓引起輸出擺動的角度出發(fā)，勵磁頻率在數(shù)十赫茲至100Hz;為降低低電導(dǎo)率時流動噪聲的影響，勵磁頻率可能達(dá)到I60H2?？傊?，電磁流量計的信號頻率都比較低，而且，當(dāng)勵磁頻率一旦確定下來以后，信號頻率基本上不會改變。這就是說，轉(zhuǎn)換器的放大電路可以設(shè)計成具有選頻的低頻被大器，用以抑制各種高頻干擾，提高信噪比。
(2)相位與波形
流量信號與工作磁場的相位和波形基本一致。也就是說，流量信號與勵磁電流的相位和波形基本一致。只是由于金屬測量管的渦電流以及勵磁線圈的電感和電阻產(chǎn)生的滯后作用，流量信號存在一定移相或者波形的前沿和后沿存在積分過程，這一相移或積分過程對于大口徑傳感器尤為明顯。
(3)幅度
流速信號的電壓幅度與兩電極的距離、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及流速大小成正比關(guān)系。一般流體流過傳感器流速Im／s時感應(yīng)電動勢在ImV以下，甚至0.2mV以下。對于可以測量每秒幾厘米流速的電磁流量計，意味著感應(yīng)信號可能在幾個微伏的幅值。如此微弱的信號電壓，進(jìn)行高精度線性測鼉，其噪聲處理的難度是很大的。
(4)內(nèi)阻
全電路歐姆定律告訴我們，放大器的輸入電阻與信號源的內(nèi)阻構(gòu)成分壓電路，有限的放大器輸入電阻并不能將信號源的電壓全部加進(jìn)放大器，一部分信號電壓將被降在信號的內(nèi)阻上。為r減小信號電壓的損失，放大器的輸入電阻必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大干信號內(nèi)阻．以減小內(nèi)阻所引起的測最誤差。電磁流量計的測量同樣存在這個問題。這里，首先分析電磁流量計的流量信號內(nèi)阻。參照圖3 - 62，分析點電極的電磁流量傳感器信號內(nèi)阻。在絕緣襯里的傳感器測量管內(nèi)壁，裝有一對接液電極。電極是圓盤狀，直徑為d，電板A和電極B的距離（測量管直徑）為D，d遠(yuǎn)小于D。充滿導(dǎo)電液體的管道很長，電極所處介質(zhì)的電導(dǎo)率a和介電常數(shù)e是均質(zhì)的，對介質(zhì)內(nèi)的電流場不致有所改變?；蛘吒苯拥卣f，在這些假定條件下，電極實際上等于埋在各個方向具有無限深層的介質(zhì)內(nèi)。設(shè)兩電極間的電動勢為e。從圖3- 62可以看出，電流由A電極向介質(zhì)散流匯集于B電極流出。電流流動時所流過的截面在電極附近最小，以后離電極愈遠(yuǎn)愈大。這就是說離電極愈遠(yuǎn)電流密度愈小，因而電場強(qiáng)度也愈小。由此可見，在電流經(jīng)過的途徑每單位長度上．介質(zhì)對電流的電阻愈遠(yuǎn)愈小。這樣，在計算傳感器信號內(nèi)阻時，可以暫把流體的體電阻視為零，僅計算兩電極與介質(zhì)相接觸的接觸電阻。 |
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