摘要　在簡要(yao)闡述了電磁(ci)流量計的幾(jǐ)種勵磁方式(shì)的基礎上,分(fen)析了低頻矩(jǔ)形波勵磁技(jì)術中常見的(de)🛀🏻幹擾及其影(ying)響,提出了相(xiàng)應的處理措(cuò)施,以保證電(diàn)🐕磁流量計的(de)穩定運行🔱。
1　引(yin)　　言
　　電磁流量(liàng)計 是根據法(fa)拉第電磁感(gan)應定律制成(cheng)的一種測量(liàng)導❄️電性液😍體(ti)體🧡積流量的(de)儀表。随着微(wei)電子技術的(de)發展,電磁流(liu)量計👌的勵磁(ci)方式經曆了(le)直流勵磁、交(jiao)流勵磁,同時(shi)技術性能有(yǒu)了進一步的(de)提🐪高,應用也(ye)越來越廣泛(fàn)。由于其具🐅有(yǒu)對液體适應(yīng)性較♌強的特(te)點🌏,在現代工(gong)業生産中,已(yi)成爲測量液(yè)體流量的常(cháng)用💛儀表。在現(xiàn)有的電磁流(liú)量計中,交流(liú)低頻矩形👨‍❤️‍👨波(bo)勵磁方式已(yi)成爲主要的(de)勵磁方式。電(diàn)磁流量計采(cai)用交⛷️流勵磁(ci)雖有一定♻️的(de)優點,但随之(zhī)而來的電磁(ci)幹擾,就成爲(wei)很麻煩的問(wen)題,特别是電(diàn)磁幹擾信号(hào)與有用的信(xìn)号混在一起(qi),它✂️們不僅成(cheng)分複雜,而且(qie)有時候幹擾(rǎo)信号還會比(bǐ)流量信号大(dà)[1]。在這種情況(kuàng)下怎樣抑制(zhi)和排除這些(xiē)幹🙇🏻擾,提高👌信(xìn)噪比就成了(le)研制和使用(yòng)電磁流量計(ji)的一個重🈚要(yào)的技🌈術關鍵(jian)問題。
2　低頻矩(ju)形波勵磁技(jì)術中幹擾的(de)分析
　　低頻矩(jǔ)形波勵磁技(jì)術是結合了(le)直流勵磁和(he)交流勵磁技(ji)術的優點,同(tong)時避免了它(tā)們缺點的一(yi)種勵📧磁技術(shù)低頻矩形波(bō)勵磁技術随(suí)着集成電路(lù)技術和同步(bù)采樣技術的(de)發🧡展和實用(yòng)化在電磁流(liu)量計中得到(dao)廣泛應用。它(tā)的勵磁磁場(chǎng)波形[2]如圖1所(suǒ)示。其頻率通(tōng)常爲💋工頻的(de)偶數分之一(yi)。(一般爲1/2～ 1/32)。從圖(tú)1(a)中可🏃🏻以看到(dào)在半個周期(qi)内,磁場是一(yi)恒穩的直流(liú)磁場。它具有(yǒu)直流勵磁技(jì)術受電磁幹(gàn)擾影響小,不(bu)産生渦流效(xiào)應,正交幹擾(rao)和同相幹擾(rao)小等特點;但(dan)從整個時間(jiān)過程看又是(shì)一個交變信(xin)号,具有正弦(xian)⭐波勵磁技術(shù)基本不産生(shēng)極化現象,便(biàn)與放大和處(chu)理信号。避免(miǎn)直流放大器(qì)零點漂移、噪(zào)聲等的優點(dian)。所以🥵低頻矩(ju)形波勵磁技(jì)術具有很好(hǎo)的抗幹擾性(xing)能。但從圖1(c)中(zhōng)也可以看到(dao)實際低頻矩(jǔ)形波💛勵磁方(fāng)式中,由于勵(li)磁電流⛹🏻‍♀️矩形(xing)波存在上升(shēng)沿和下降沿(yan),在上📞升沿和(he)下降沿也必(bi)然存在正交(jiao)幹擾,雖然很(hěn)快會消失,但(dàn)沿越陡正交(jiāo)幹擾📐電動勢(shì)也越大。
　　另外(wài)除了由于勵(li)磁電流引起(qǐ)的正交幹擾(rǎo),在電磁流✉️量(liàng)🌈變送器中,由(yóu)于兩電極的(de)引線處于交(jiao)變磁場中,當(dāng)㊙️變送器通電(diàn)後✌️,在引線的(de)閉合回路内(nèi)就産生出感(gǎn)應⛷️電動勢。
3　對(duì)抗幹擾方式(shi)的分析
3.1　變送(song)器的調零法(fǎ)
　　要消除由于(yú)“變壓器效應(ying)”産生的正交(jiao)幹擾,主要有(you)兩種方法:一(yi)🌈種是人爲的(de)造成一個與(yu)正交幹擾幅(fu)值相同的信(xìn)号去與幹擾(rao)信号相互抵(dǐ)消;另一種是(shi)讓引出線組(zǔ)成💞的閉合回(hui)路在磁場交(jiao)鏈的磁通所(suǒ)形成的電💋流(liu)之代數和爲(wèi)零[3]。下面主要(yao)讨論後一種(zhǒng)方法。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　低頻(pin)矩形波勵磁(cí)波形

　　如圖2所示(shi),這種方法是(shi)在一個電極(jí)上引出兩根(gen)導線,分🏃‍♀️别接(jiē)🌈在🈲電位器的(de)兩端,另一個(gè)電極的引出(chu)線和電位器(qi)的中👣端分别(bie)接🤞到轉換器(qì)的輸入端,即(jí)Rsr的兩端。這樣(yàng)就形成了兩(liǎng)個閉合回路(lu)Ⅰ和Ⅱ ,在閉合回(huí)路Ⅰ中感應産(chǎn)生的電動勢(shi)e和閉合回路(lu)Ⅱ中感應産生(shēng)的電動勢e′,各(ge)自形成電流(liu)i和i′。i和i′分别經(jing)過💁電位器的(de)中端加到轉(zhuǎn)換器的輸入(rù)電阻Rsr上。因爲(wèi)這兩個電流(liú)的✂️方向是相(xiang)反的,當被測(ce)液體的流速(sù)✍️爲零時,調整(zhěng)電位器中心(xīn)觸點的位置(zhì),可以找到一(yī)個平♌衡點,使(shǐ)兩個閉合回(hui)路的電流大(da)🥰小相等,而方(fang)向相反,這樣(yàng)就可以相互(hu)抵消。其關系(xì)可用下式表(biao)示,因:

　　式中: r′爲(wèi)變送器内阻(zu),R1和R2分别爲電(diàn)位器左側和(he)右側的✌️電阻(zu),f1和🔅f2分别爲通(tong)過回路Ⅰ和Ⅱ磁(cí)通。因流經轉(zhuan)換器輸入🔞阻(zu)抗Rsr的電流i和(he)i′之差,即:

　　因此(cǐ),從理論上講(jiang),用這樣的方(fāng)法可以把因(yīn)變送器産生(sheng)的🐕正✨交幹擾(rǎo)完全消除。但(dàn)由于制造工(gōng)藝的原因,不(bu)🔱可能完全消(xiāo)除,所以還必(bi)須采取其他(ta)的措施。
3.2　同步(bù)采樣技術
　　當(dang)信号連續時(shí),我們可使用(yòng)同步采樣技(jì)術對信号進(jìn)行采樣[4]。但要(yao)注意采樣區(qū)域、寬度、對稱(cheng)度、及采樣的(de)起❌始點的選(xuǎn)取,特别是在(zài)小流量情況(kuàng)下,對電磁流(liu)量計的測量(liang)精度有較大(da)的影響。采樣(yàng)頻率要選爲(wèi)工頻周期的(de)整數倍。這樣(yàng)即使混有幹(gan)擾信号因其(qi)采樣時間🔴爲(wèi)完整的工頻(pín)周期,其平均(jun1)值也爲零,幹(gan)擾電壓不起(qi)作用。
3.3　數字濾(lǜ)波技術
　　數字(zi)濾波技術是(shì)智能儀器中(zhōng)最常采用的(de)技術,能夠完(wán)成模拟👉濾波(bō)器不能完成(chéng)的功能,很容(róng)易解決脈沖(chong)幹擾剔除、數(shu)字✨電路毛刺(ci)幹擾消除、A/D轉(zhuan)換器的抗工(gōng)頻能力以及(ji)輸入微處理(li)❗器數字的可(ke)靠性等問題(ti)。
3.4　接地
　　由于電(diàn)磁流量計中(zhōng)變送器的輸(shu)出信号很小(xiao),爲了提💜高儀(yí)表抗幹擾的(de)能力,變送器(qi)輸入回路的(de)零電位必須(xū)接地[5]。同時,變(bian)🏒送器的測量(liàng)管外殼接地(dì)可以起屏蔽(bi)作用,減小外(wài)界和激磁系(xì)統本身的電(dian)磁場幹擾[6]。必(bì)須🙇🏻強調,流量(liang)計一定要單(dān)獨接地⭐。因爲(wei)若與⚽其他儀(yí)表或電氣裝(zhuāng)置共同接地(di),接地線中的(de)漏電流對測(ce)量信号🌈将産(chǎn)生串模幹✌️擾(rao),嚴重時流量(liang)計将🌐無法工(gōng)作。另外,接⛹🏻‍♀️地(di)點應遠離大(da)型用電器,避(bi)免地電流串(chuàn)入流量計,造(zào)♻️成幹擾源。
4　結(jié)束語
　　通過以(yǐ)上的分析,對(dui)電磁流量計(jì)中産生幹擾(rao)的原因及😍解(jiě)🏃🏻‍♂️決的🚶‍♀️辦法有(yǒu)了大緻的了(le)解。可以看出(chū)智能🐅電磁流(liú)量計多種抗(kang)幹擾技術的(de)采用,使電磁(ci)流量計抗幹(gàn)擾能力增強(qiáng),精度和可🌈靠(kào)性提🌈高更加(jia)的适應于工(gong)業應用現場(chǎng)。

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