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        電磁流量計流量(流速)信號
        關鍵字:電磁流量計    日期:2013-1-17 9:29:17

             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):其他與流速無關的部分認為是附加噪聲。以下考慮流速信號的電學參最。參照勵磁方式,分析流速信號電壓的基本特征,以便轉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的,其電學特性與勵磁電流各參量有關。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;為降低低電導率時流動噪聲的影響,勵磁頻率可能達到I60H2??傊?,電磁流量計的信號頻率都比較低,而且,當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,轉換器的放大電路可以設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、磁感應強度以及流速大小成正比關系。一般流體流過傳感器流速Im/s時感應電動勢在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,意味著感應信號可能在幾個微伏的幅值。如此微弱的信號電壓,進行高精度線性測鼉,其噪聲處理的難度是很大的。
           (4)內阻
           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阻構成分壓電路,有限的放大器輸入電阻并不能將信號源的電壓全部加進放大器,一部分信號電壓將被降在信號的內阻上。為r減小信號電壓的損失,放大器的輸入電阻必須遠遠大干信號內阻.以減小內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阻。參照圖3 - 62,分析點電極的電磁流量傳感器信號內阻。在絕緣襯里的傳感器測量管內壁,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遠小于D。充滿導電液體的管道很長,電極所處介質的電導率a和介電常數(shù)e是均質的,對介質內的電流場不致有所改變。或者更直接地說,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內。設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,以后離電極愈遠愈大。這就是說離電極愈遠電流密度愈小,因而電場強度也愈小。由此可見,在電流經(jīng)過的途徑每單位長度上.介質對電流的電阻愈遠愈小。這樣,在計算傳感器信號內阻時,可以暫把流體的體電阻視為零,僅計算兩電極與介質相接觸的接觸電阻。

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