摘(zhai)要:爲了(le)實現較(jiao)高的勵(li)磁頻率(lü)，提高響(xiang)應速度(du),同🈚時減(jian)少電磁(ci)流量計(ji) 的功耗(hao)，提出基(ji)于電壓(ya)電流比(bi)值的瞬(shun)态測量(liang)方法,确(que)♈定電壓(ya)🌂電🍉流比(bi)值與流(liu)量之間(jian)的關系(xi)。設計了(le)基于DSP的(de)硬件🛀🏻,采(cai)集瞬态(tai)時的勵(li)磁電流(liu)和信号(hao)電壓來(lai)驗證該(gai)👅處理方(fang)法，離線(xian)🏃🏻‍♂️數據分(fen)析表明(ming)，電壓電(dian)流比值(zhi)與流量(liang)有良好(hao)的線性(xing)關系。設(she)計的DSP軟(ruan)件可實(shi)時實現(xian)瞬态測(ce)量方法(fa)，并進行(hang)水流量(liang)标定和(he)功耗測(ce)試實驗(yan)。實驗結(jie)果表明(ming)，流量測(ce)量精度(du)到0.5級，與(yu)普通電(dian)磁流量(liang)計相同(tong)♋。功耗對(dui)比表明(ming),基于瞬(shun)态測量(liang)原理😄的(de)電磁流(liu)量計的(de)💰勵磁功(gong)耗是普(pu)通電磁(ci)流量計(ji)的30%。
1引言(yan)
　　電磁流(liu)量計是(shi)一種基(ji)于電磁(ci)感應定(ding)律測量(liang)導電液(ye)體體積(ji)流量的(de)儀表。由(you)于其測(ce)量管道(dao)内無阻(zu)擋☎️體、耐(nai)腐蝕性(xing)強🚶、可靠(kao)性高，且(qie)不受流(liu)體密度(du)、黏度、溫(wen)度、壓力(li)變化的(de)影響，所(suo)以，在石(shi)油、化工(gong)、冶金、造(zao)紙等行(hang)業得到(dao)較爲廣(guang)泛的應(ying)用，被用(yong)于水流(liu)量和漿(jiang)液流量(liang)的測量(liang)[1,2]目前電(dian)磁流量(liang)計在水(shui)流量測(ce)量時大(da)多采用(yong)低頻矩(ju)形波或(huo)三值波(bo)勵磁.[3-5]，勵(li)磁電流(liu)需要保(bao)持足夠(gou)時間的(de)♈穩定段(duan)，以使傳(chuan)感器輸(shu)出信号(hao)獲得🔅較(jiao)長時間(jian)的平穩(wen)🙇🏻段,保證(zheng)其測量(liang)精👣度。在(zai)用于漿(jiang)液測量(liang)時,爲了(le)克服漿(jiang)液噪聲(sheng)對流量(liang)信号的(de)影響🔱，大(da)多采用(yong)高頻勵(li)磁方法(fa)。通過采(cai)用高低(di)🆚壓勵磁(ci)的方法(fa)使電流(liu)快速進(jin)入穩态(tai)，即在提(ti)高勵磁(ci)頻率的(de)情況下(xia)保證勵(li)磁電流(liu)進入穩(wen)态;但是(shi)，無論水(shui)流量📐測(ce)量時的(de)低頻勵(li)磁，還是(shi)漿液流(liu)量測量(liang)時的高(gao)頻勵磁(ci)，都是在(zai)勵磁電(dian)流的穩(wen)态段拾(shi)取對應(ying)的.傳感(gan)📐器信号(hao),即都是(shi)利用☀️勵(li)磁電流(liu)的穩态(tai)段進行(hang)測量，需(xu)要維持(chi)勵磁電(dian)流的穩(wen)定,這将(jiang)導緻電(dian)💃磁流量(liang)計的勵(li)磁功耗(hao)大,發熱(re)嚴重🍓，影(ying)響其使(shi)用壽命(ming)。爲了降(jiang)低功耗(hao),文獻[9]對(dui)勵磁☁️電(dian)流的瞬(shun)态過程(cheng)進行了(le)研究♍,驗(yan)證了瞬(shun)态測量(liang)的可行(hang)性。相比(bi)穩态測(ce)量,瞬态(tai)測量時(shi)的勵磁(ci)電流不(bu)需要進(jin)入穩态(tai)㊙️，也不需(xu)要恒流(liu)✍️源來穩(wen)定勵👣磁(ci)電流，可(ke)有效地(di)降低勵(li)磁功耗(hao),并有⚽利(li)于實現(xian)較高的(de)勵磁頻(pin)✨率;但是(shi)，瞬态時(shi)👣的勵磁(ci)電流和(he)信号電(dian)壓都處(chu)于動态(tai)上升過(guo)程，信号(hao)的幅值(zhi)同時與(yu)流量和(he)時間有(you)關,而且(qie)此時微(wei)分幹擾(rao)也不😘能(neng)忽略，導(dao)緻信♋号(hao)電壓與(yu)流量之(zhi)間的關(guan)系難以(yi)确定。文(wen)獻[9]先求(qiu)💜出輸出(chu)電壓兩(liang)個指數(shu)項的系(xi)數，再利(li)用得到(dao)的系數(shu)間接求(qiu)得與流(liu)速對應(ying)的結果(guo),并通過(guo)對離線(xian)數據處(chu)理,驗證(zheng)了瞬态(tai)測量的(de)可行性(xing);但是，該(gai)方式求(qiu)解過程(cheng)較爲複(fu)雜，不利(li)于實時(shi)實現。
　　爲(wei)此,分析(xi)電磁流(liu)量計瞬(shun)态過程(cheng)的信号(hao)模[10,11]型，提(ti)出電🈲壓(ya)👣電流比(bi)♍值的處(chu)理方法(fa)，确定了(le)電壓電(dian)流比值(zhi)與流量(liang)之間的(de)關系;定(ding)量計算(suan)并比較(jiao)了穩态(tai)測量和(he)瞬态測(ce)量時勵(li)磁線圈(quan)上的功(gong)耗;設✏️計(ji)基于DSP的(de)硬件，采(cai)集電壓(ya)電流數(shu)據進行(hang)了🎯離線(xian)驗證;研(yan)制DSP軟件(jian)，實時實(shi)現瞬态(tai)測量方(fang)法😄;進行(hang)水流量(liang)标定實(shi)驗驗證(zheng)。
2瞬态測(ce)量原理(li)
2.1信号模(mo)型
　　瞬态(tai)測量由(you)于勵磁(ci)時間短(duan)，勵磁電(dian)流和其(qi)感應産(chan)生的磁(ci)場🌈均不(bu)能達到(dao)穩态，此(ci)時的勵(li)磁線圈(quan)應作爲(wei)一🌍-個感(gan)性負載(zai)處理。因(yin)此,在勵(li)磁電流(liu)的非穩(wen)态上升(sheng)過程中(zhong),線圈中(zhong)勵磁電(dian)流爲:

　　式(shi)中:U爲勵(li)磁電壓(ya);R爲勵磁(ci)回路電(dian)阻;α=R/L爲勵(li)磁回路(lu)時間常(chang)數;L爲勵(li)磁線圈(quan)電感。管(guan)道中導(dao)電液體(ti)流經勵(li)磁電☁️流(liu)感應産(chan)生的磁(ci)場時,産(chan)生感應(ying)電動勢(shi)。忽略共(gong)模幹🎯擾(rao)等噪聲(sheng)影響，傳(chuan)感器電(dian)極兩端(duan)産生的(de)信号電(dian)壓爲:

　　可(ke)見,信号(hao)電壓主(zhu)要由2部(bu)分組成(cheng):一部分(fen)是導電(dian)液體流(liu)經磁場(chang)産生的(de)電壓分(fen)量即流(liu)量分量(liang)，其大小(xiao)與流量(liang)相關,系(xi)數a對應(ying)流速;另(ling)一部分(fen)爲微分(fen)幹擾🏃‍♂️,其(qi)系數爲(wei)b。分析❓可(ke)知，微分(fen)幹擾是(shi)由勵🈚磁(ci)電流變(bian)化所引(yin)起，其系(xi)數b與管(guan)道内流(liu)速無關(guan)。微分幹(gan)擾不随(sui)流速變(bian)化，随時(shi)間增加(jia)而逐漸(jian)變小。
2.2電(dian)壓電流(liu)比值方(fang)法
　　針對(dui)瞬态測(ce)量,通過(guo)對信号(hao)電壓的(de)分析，确(que)定了信(xin)号電壓(ya)和勵磁(ci)電流的(de)比值與(yu)流量的(de)線性關(guan)系，提出(chu)了☔基于(yu)電壓☔電(dian)流⚽比值(zhi)🔴的處理(li)方法。瞬(shun)态測量(liang)勵磁時(shi)間短,勵(li)磁電流(liu)及♌其感(gan)應産生(sheng)的磁場(chang)均未進(jin)入穩态(tai)。在勵磁(ci)電流的(de)上升過(guo)程中，微(wei)分幹擾(rao)隻随♊時(shi)間變化(hua)，而流量(liang)分量受(shou)到勵磁(ci)電流的(de)影響，其(qi)大小不(bu)僅與流(liu)速有關(guan),還随時(shi)間變化(hua)。爲了消(xiao)除勵磁(ci)電流對(dui)流量分(fen)量的影(ying)響,同時(shi)減小電(dian)流波動(dong)帶來的(de)磁場波(bo)動對信(xin)号産生(sheng)的影響(xiang),将信🌈号(hao)電壓比(bi)上勵磁(ci)電流，即(ji)式(2)比上(shang)式(1),得到(dao):

　　式中:i=1,2.k;ti爲(wei)同相位(wei)對應的(de)時間點(dian)。根據式(shi)(4),幹擾隻(zhi)随時間(jian)變化而(er)與流速(su)無關，那(na)麽對于(yu)任一同(tong)相位點(dian)t，不🏒同流(liu)量下💁的(de)幹擾均(jun)爲相同(tong)的确定(ding)值。即同(tong)相位取(qu)點後幹(gan)擾部分(fen)相同，電(dian)✉️壓電流(liu)的比值(zhi)隻跟随(sui)流量變(bian)化。若對(dui)電壓電(dian)流比值(zhi)進行多(duo)個同相(xiang)👣位取點(dian)并求和(he)，得到:

　　式(shi)(6)中對電(dian)壓電流(liu)比值取(qu)了5個同(tong)相位點(dian)。可知，對(dui)電壓與(yu)🎯電流比(bi)值進行(hang)5個同相(xiang)位取點(dian)後,在同(tong)一流量(liang)下，每個(ge)同相位(wei)點的幹(gan)擾🌈部分(fen)B(t)均是确(que)定值，則(ze)求和之(zhi)後的也(ye)是一個(ge)确定值(zhi)。又由于(yu)不同流(liu)量下同(tong)相位取(qu)點🌏的幹(gan)擾部分(fen)📧相同，則(ze)不同流(liu)量下電(dian)壓電流(liu)比值的(de)5個同相(xiang)位✍️點求(qiu)和後，幹(gan)擾也是(shi)相同的(de)确定值(zhi)。即對電(dian)壓電流(liu)比值取(qu)5個同相(xiang)位點求(qiu)和後,幹(gan)擾部分(fen)固定,比(bi)值的大(da)小隻随(sui)流量變(bian)化。而流(liu)量爲零(ling)時，電壓(ya)⭐電流比(bi)值等于(yu)幹擾部(bu)分的值(zhi)，所以，可(ke)📞将幹擾(rao)部分作(zuo)爲零點(dian)處理。
2.3功(gong)耗分析(xi)
　　以 DN40 電磁(ci)流量計(ji) 爲例,比(bi)較穩态(tai)測量和(he)瞬态測(ce)量時勵(li)磁線圈(quan)上的功(gong)😄耗。對于(yu)口徑爲(wei)40mm,勵磁回(hui)路電阻(zu)爲56Ω,勵磁(ci)線圈電(dian)感爲127mH的(de)一次儀(yi)表，穩态(tai)測量時(shi)采用高(gao)低壓電(dian)源切換(huan)的勵磁(ci)控制方(fang)法,穩态(tai)🈲勵磁電(dian)流約爲(wei)180mA,勵磁頻(pin)率可調(diao)[10),不同頻(pin)率勵磁(ci)時🤩，勵磁(ci)功耗基(ji)本相同(tong)。當勵磁(ci)頻率爲(wei)12.5Hz時，每半(ban)周期勵(li)磁時間(jian)爲40ms。在勵(li)磁✍️電流(liu)上升到(dao)穩态值(zhi)這段🥵時(shi)間裏，加(jia)載在勵(li)磁線圈(quan).上的勵(li)磁電☎️壓(ya)爲80V,已知(zhi)✔️勵磁回(hui)路時間(jian)💋常數爲(wei)，則此時(shi)的勵磁(ci)電流爲(wei)：
　　勵磁電(dian)源爲高(gao)壓電源(yuan)時,勵磁(ci)電流可(ke)以快速(su)達到180mA,之(zhi)後切換(huan)爲低壓(ya)源,使勵(li)磁電流(liu)保持在(zai)穩态值(zhi)。計算可(ke)知，此時(shi)勵磁電(dian)流達到(dao)180mA的時間(jian)約爲0.3ms,則(ze)上升段(duan)對應的(de)勵磁能(neng)耗爲:

　　勵(li)磁電流(liu)達到穩(wen)态值後(hou)線圈.上(shang)勵磁電(dian)壓爲17V,勵(li)磁電流(liu)達到穩(wen)态值的(de)時間約(yue)爲0.3ms,半周(zhou)期時間(jian)爲40ms,可得(de)🤩勵磁電(dian)流穩定(ding)🍉段對應(ying)的能耗(hao)爲:
W2=17V·0.18A·(0.04s-0.0003s)=0.1215J
　　即每(mei)半周期(qi)的勵磁(ci)功耗爲(wei)W=W1+W2=0.1237J。而12.5Hz勵磁(ci)時每秒(miao)有25個勵(li)磁半周(zhou)期🌏，則普(pu)通電磁(ci)流量計(ji)1s内的能(neng)耗爲Wp=W·75=3.0925J。
　　瞬(shun)态測量(liang)時,配合(he)同樣的(de)一-次儀(yi)表,計算(suan)了在高(gao)頻勵㊙️磁(ci)時勵磁(ci)🚶線圈上(shang)的能耗(hao)。此時,線(xian)圈上勵(li)磁電壓(ya)約爲16V,勵(li)磁頻率(lü)爲37.5Hz,每秒(miao)有75個勵(li)磁半周(zhou)期。半周(zhou)期勵磁(ci)時間爲(wei)8ms,此時🌈勵(li)磁電流(liu)尚未進(jin)入穩态(tai)，勵磁電(dian)流最大(da)約爲👈190mA。
由(you)瞬态測(ce)量時線(xian)圈中勵(li)磁電流(liu)爲

　　對比(bi)可知,瞬(shun)态測量(liang)時勵磁(ci)線圈上(shang)1s内的能(neng)耗約爲(wei)普通電(dian)磁流量(liang)計的64%,即(ji)瞬态測(ce)量時勵(li)磁線圈(quan)上的功(gong)耗約爲(wei)普通電(dian)磁流量(liang)計的64%。而(er)且瞬态(tai)測量時(shi)不需要(yao)恒流源(yuan)，也能降(jiang)低勵磁(ci)系統的(de)功耗，所(suo)以,瞬态(tai)測量能(neng)有效地(di)降低🧑🏾‍🤝‍🧑🏼勵(li)磁系統(tong)的功耗(hao)。
3方法驗(yan)證
　　爲了(le)驗證提(ti)出的處(chu)理方法(fa),硬件系(xi)統,采集(ji)電壓和(he)電流數(shu)據,并對(dui)數據進(jin)行離線(xian)處理。硬(ying)件設計(ji)中,選用(yong)24位AD進行(hang)🏒采樣，以(yi)更準确(que)地測得(de)動态變(bian)化的信(xin)号電壓(ya)和勵磁(ci)電流,提(ti)高測量(liang)精度。同(tong)時，爲了(le)準确地(di)求得電(dian)壓👄電流(liu)比值，需(xu)要同步(bu)測得電(dian)壓和電(dian)流。否則(ze)，會造成(cheng)電壓電(dian)流比值(zhi)出現偏(pian)差，影響(xiang)到測量(liang)結果。所(suo)以，硬件(jian)電路中(zhong)使用兩(liang)片24位AD分(fen)别采集(ji)電壓和(he)㊙️電流,并(bing)配置爲(wei)同步采(cai)樣。
3.1硬件(jian)研制
　　硬(ying)件主要(yao)包括勵(li)磁驅動(dong)模塊、信(xin)号調理(li)采集模(mo)塊、人✨機(ji)接口❗模(mo)🙇‍♀️塊、輸出(chu)模塊、通(tong)訊模塊(kuai)和存儲(chu)模塊。在(zai)勵磁驅(qu)動模塊(kuai)中,通過(guo)DSP芯片.上(shang)的ePWM産生(sheng)勵磁時(shi)序控制(zhi)H橋的☂️通(tong)斷,進而(er)控制勵(li)磁線圈(quan)的勵🌈磁(ci)。信号調(diao)理采集(ji)模塊中(zhong),通過兩(liang)片24位ADC同(tong)時🍓采集(ji)經過信(xin)号處理(li)電路的(de)信号電(dian)壓和勵(li)磁🚶電流(liu)。人機接(jie)口模塊(kuai)中,利用(yong)鍵盤設(she)置和修(xiu)改相關(guan)參數,通(tong)過液晶(jing)實時顯(xian)示流量(liang)相關信(xin)息。輸出(chu)模塊中(zhong),通過GPIO口(kou)控制輸(shu)出4~20mA電流(liu)。通信模(mo)塊中,通(tong)過上🔴位(wei)機發出(chu)命令,實(shi)現數據(ju)上傳與(yu)參數設(she)置。存儲(chu)模塊中(zhong)，利用鐵(tie)電存儲(chu)重要❓參(can)數🌈以及(ji)上次斷(duan)電時的(de)累計流(liu)量。與普(pu)通電磁(ci)流量計(ji)👌相比，由(you)于瞬💔态(tai)測量時(shi)勵👅磁電(dian)流不需(xu)要進入(ru)穩态🏃‍♂️，因(yin)而在設(she)計中去(qu)掉了恒(heng)流源電(dian)路。
3.2離線(xian)數據分(fen)析
　　利用(yong)DSP硬件系(xi)統，在勵(li)磁電壓(ya)爲16V,勵磁(ci)頻率爲(wei)37.5Hz,勵磁時(shi)間爲8ms,采(cai)❗樣💛頻率(lü)爲2500Hz的情(qing)況下，進(jin)行了流(liu)量測量(liang)實驗。分(fen).别在0，1.5,2.5,4.5，10，15,22.5m3/h等(deng)流量下(xia)采集勵(li)磁電流(liu)和信号(hao)電壓，并(bing)在Matlab中對(dui)采集的(de)數據做(zuo)了💋相應(ying)的㊙️處理(li)。
　　瞬态測(ce)量利用(yong)的是勵(li)磁電流(liu)動态上(shang)升的階(jie)段，不需(xu)要電流(liu)進⭐入穩(wen)态。勵磁(ci)電流波(bo)形如圖(tu)1所示，由(you)于是在(zai)勵磁控(kong)制☎️模塊(kuai)的H橋路(lu)近地端(duan)加入一(yi)一個檢(jian)🌈流電阻(zu)來測量(liang)勵磁電(dian)流,所以(yi)👨‍❤️‍👨，這樣的(de)㊙️采集方(fang)法就導(dao)緻電流(liu)㊙️方向始(shi)終保持(chi)同向😍。，可(ke)以看到(dao),在勵磁(ci)電🌐
流的(de)瞬态_上(shang)升過程(cheng)中，勵磁(ci)電流還(hai)未進入(ru)穩态時(shi)系☀️統就(jiu)已🌂經🥰停(ting)止勵磁(ci),此時勵(li)磁電流(liu)達到最(zui)大，約爲(wei)190mA,。

　　由于(yu)勵磁電(dian)流沒有(you)達到穩(wen)态，與之(zhi)對應的(de)信号電(dian)🍓壓也處(chu)于非穩(wen)态過程(cheng)，主要包(bao)含流量(liang)分量和(he)微分幹(gan)擾兩部(bu)分,但是(shi),實🔴際采(cai)集到的(de)傳感器(qi)信号引(yin)入🔴了直(zhi)流偏置(zhi)和50Hz工頻(pin)幹擾,爲(wei)此💋，對信(xin)号電壓(ya)進行梳(shu)狀帶通(tong)濾波處(chu)理以消(xiao)除直流(liu)偏置和(he)工頻幹(gan)擾。各📞流(liu)量下信(xin)号🔅電壓(ya)梳狀帶(dai)通濾波(bo)後的結(jie)果如圖(tu)3所示，信(xin)号電壓(ya)幅💯值由(you)低到高(gao)對應的(de)流量依(yi)次爲0~22.5m3/h。其(qi)❌中,圖2中(zhong)信号電(dian)壓與圖(tu)1中前2個(ge)半周♌期(qi)的勵磁(ci)電流相(xiang)對應,爲(wei)正負兩(liang)個半周(zhou)期。可以(yi)看出，在(zai)非穩态(tai)上升過(guo)程中㊙️，信(xin)号電壓(ya)的幅值(zhi)與👨‍❤️‍👨管道(dao)内流量(liang)大小仍(reng)是相關(guan)的。當流(liu)量🌐爲零(ling)時❄️,信号(hao)電壓主(zhu)要爲微(wei)分幹💰擾(rao)。

　　由式(4)分(fen)析可知(zhi)，電壓電(dian)流的比(bi)值與流(liu)量有關(guan)。爲了進(jin)一步⁉️驗(yan)㊙️證電壓(ya)電流比(bi)值與各(ge)流量之(zhi)間的關(guan)系💚,将經(jing)👄過濾波(bo)處理的(de)信号電(dian)壓除以(yi)對應的(de)勵磁電(dian)流,再對(dui)每個半(ban)周期電(dian)壓電流(liu)🌈比值進(jin)行幅值(zhi)解調⭐，最(zui)後對解(jie)❤️調後的(de)比值取(qu)5點求✔️均(jun)值作爲(wei)每半周(zhou)期⭐的輸(shu)出結果(guo)。
　　對各半(ban)周期的(de)輸出結(jie)果求均(jun)值,再利(li)用最小(xiao)二乘法(fa)🌈拟合,拟(ni)合出的(de)關系曲(qu)線如圖(tu)3所示。圖(tu)3中，電壓(ya)電流比(bi)值的輸(shu)出結果(guo)落在拟(ni)合曲線(xian)上或均(jun)勻地分(fen)布在曲(qu)線兩側(ce)。可見，電(dian)壓電流(liu)比值與(yu)流量有(you)良好的(de)線性關(guan)系;而流(liu)量♋爲零(ling)時對應(ying)的值即(ji)爲電壓(ya)與電流(liu)比值後(hou)🛀的幹擾(rao)部分，可(ke)作爲零(ling)點🔅處理(li)。

4實時測(ce)量
　　爲了(le)進一步(bu)驗證其(qi)精度,用(yong)C語言實(shi)現上述(shu)處理方(fang)法,研制(zhi)DSP軟件。在(zai)基于DSP的(de)瞬态測(ce)量系統(tong).上實時(shi)實現該(gai)測量方(fang)法，進行(hang)水流量(liang)❌标定實(shi)驗.和功(gong)耗測試(shi)。
4.1軟件編(bian)程
　　軟件(jian)設計采(cai)用模塊(kuai)化設計(ji)方案,主(zhu)要功能(neng)模塊有(you)❓:初始化(hua)模塊、驅(qu)動模塊(kuai)、數據處(chu)理模塊(kuai)、人機接(jie)口模塊(kuai)等,程序(xu)流程圖(tu)如♉圖4所(suo)示。系統(tong)上電後(hou)先進行(hang)初始化(hua)，然⛷️後配(pei)置兩片(pian)ADC同步采(cai)樣,開啓(qi)勵磁中(zhong)斷，勵磁(ci)🐅開始工(gong)作。半周(zhou)期采樣(yang)結束後(hou)判斷采(cai)集到的(de)信号電(dian)壓是否(fou)超限,之(zhi)後調用(yong)算法模(mo)塊,刷新(xin)液晶顯(xian)示。在算(suan)法模塊(kuai)中🚶‍♀️,先是(shi)對采集(ji)到的信(xin)号電壓(ya)進行梳(shu)🔅狀帶通(tong)濾🌂波處(chu)理，再将(jiang)濾波後(hou)的電⛷️壓(ya)除以對(dui)應勵👈磁(ci)電流,然(ran)後對電(dian)壓🌈電流(liu)比值進(jin)行半周(zhou)期幅值(zhi)解調,對(dui)解調後(hou)的比值(zhi)取5點求(qiu)均值作(zuo)爲輸出(chu)結果參(can)與到流(liu)速的計(ji)算。
4.2水流(liu)量标定(ding)
　　将電磁(ci)流量變(bian)送器與(yu)國内某(mou)大型企(qi)業研制(zhi)的40mm口徑(jing)的夾持(chi)式傳感(gan)器相配(pei)合，在實(shi)驗室的(de)水流量(liang)标定裝(zhuang)置.上，采(cai)取容積(ji)✍️法進行(hang)标定,即(ji)将電磁(ci)流量計(ji)測得的(de)流量結(jie)果與量(liang)筒内體(ti)積比較(jiao)，驗證電(dian)磁流量(liang)計的精(jing)度。實驗(yan)數據如(ru)表1所示(shi)

　　如表1中(zhong)數據所(suo)示，共檢(jian)定了5個(ge)流量點(dian),其中,最(zui)大流速(su)爲5m/s,最小(xiao)流⛷️速爲(wei)0.3m/s。實驗結(jie)果表明(ming),在勵磁(ci)頻率爲(wei)37.5Hz,勵磁時(shi)間爲📧8ms的(de)瞬态測(ce)量中🔱,流(liu)量計測(ce)量精度(du)達到0.5級(ji)。實驗驗(yan)證表明(ming)，利用勵(li)磁電流(liu)的瞬态(tai)📱過程進(jin)行測量(liang)的系統(tong)，采用電(dian)壓電流(liu)比值的(de)處理方(fang)法能達(da)到普通(tong)電磁流(liu)🈲量計的(de)精度要(yao)求。
4.3功耗(hao)測試
　　功(gong)耗測試(shi)實驗DN40一(yi)次儀表(biao)的線圈(quan)電阻爲(wei)56Ω,電感爲(wei)127mH,将其分(fen)别與勵(li)磁頻率(lü)爲12.5Hz.的普(pu)通電磁(ci)流量變(bian)送器和(he)37.5Hz、8ms.勵磁的(de)瞬态測(ce)量系🔆統(tong)相配合(he)進行了(le)勵磁系(xi)統的功(gong)耗測🐪試(shi)。其中,通(tong)過測🛀🏻量(liang)勵磁電(dian)源的輸(shu)入電壓(ya)和輸入(ru)電流來(lai)計算勵(li)磁電源(yuan)的輸入(ru)功率。
　　普(pu)通電磁(ci)流量變(bian)送器的(de)勵磁系(xi)統采用(yong)了高低(di)壓電源(yuan)切換的(de)☔控制方(fang)式,其中(zhong),勵磁電(dian)源的高(gao)壓爲80V,輸(shu)入電🔞流(liu)爲💋12mA,低壓(ya)爲24V,輸💛入(ru)電流爲(wei)176.8mA,即勵磁(ci)電源的(de)輸入功(gong)率爲⭕5.20W。文(wen)中瞬态(tai)測量系(xi)統的勵(li)磁電源(yuan)輸入電(dian)壓爲24V,勵(li)磁頻率(lü)爲37.5Hz時輸(shu)入電流(liu)爲65.4mA,即勵(li)磁電源(yuan)的輸入(ru)功率爲(wei)1.57W.結果表(biao)明，瞬态(tai)測量的(de)勵磁功(gong)耗約爲(wei)普通🌏電(dian)磁流量(liang)計的30%。

5結(jie)束語
　　針(zhen)對電磁(ci)流量計(ji)瞬态測(ce)量中由(you)于信号(hao)電壓同(tong)時受到(dao)流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼和(he)時間影(ying)響而導(dao)緻電壓(ya)與流量(liang)關系不(bu)明确的(de)問題，通(tong)過分析(xi)瞬态過(guo)程中動(dong)态變化(hua)的勵磁(ci)電流和(he)信号電(dian)壓，提出(chu)了電壓(ya)電流比(bi)值的瞬(shun)态💋測量(liang)方法，确(que)定了電(dian)壓電流(liu)比值與(yu)流量之(zhi)間的關(guan)系。基于(yu)DSP的硬件(jian)系統，采(cai)集瞬态(tai)時的勵(li)磁電流(liu)和信号(hao)電壓,利(li)用文中(zhong)方法在(zai)Matlab中對采(cai)集的數(shu)據做💚了(le)相❄️應處(chu)理。結果(guo)表明，數(shu)據的處(chu)理結果(guo)與流量(liang)有良好(hao)的線性(xing)關系。編(bian)寫了DSP軟(ruan)件,在基(ji)于DSP的系(xi)統💃上實(shi)時實現(xian)了瞬态(tai)測量方(fang)法，進行(hang)了水流(liu)量标定(ding)實驗。實(shi)驗結果(guo)表明，系(xi)統的測(ce)量精度(du)能達到(dao)0.5%，與普通(tong)電磁流(liu)量計相(xiang)同。測試(shi)了普通(tong)電磁流(liu).量計和(he)瞬态測(ce)量系統(tong)的⛷️勵磁(ci)系統的(de)功耗,結(jie)🌈果表🏃‍♂️明(ming)，瞬态測(ce)量時勵(li)磁🔴系統(tong)的功🚶‍♀️耗(hao)約爲普(pu)通電磁(ci)流量計(ji)的30%，瞬态(tai)測量方(fang)法在實(shi)現高頻(pin)勵磁🚶的(de)同時能(neng)夠極大(da)地減小(xiao)功耗🤞。

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