1.引言
    近(jin)年以來(lai)，随着流(liu)量計量(liang)行業的(de)發展， 電(dian)磁流量(liang)計 以其(qí)無可動(dong)部件、無(wú)壓力損(sun)失、測量(liàng)量程範(fàn)圍寬等(děng)優點應(yīng)用于☂️各(ge)種場合(hé)，而在使(shi)用過程(chéng)中遇到(dào)的一個(gè)難題就(jiù)是如何(he)提高 大(dà)口徑流(liu)量計 量(liàng)的準确(que)度。如果(guo)使用 管(guǎn)道式電(dian)磁流量(liàng)計 測量(liàng)大口徑(jìng)管道流(liú)量，則其(qi)體積大(da)、加工成(chéng)本高并(bing)且㊙️标定(dìng)和安裝(zhuang)維修都(dou)十分困(kun)難，給工(gōng)程應用(yong)帶來很(hěn)多不便(biàn)。所以在(zai)這種情(qíng)況下，一(yi)般用插(cha)人式電(diàn)磁流量(liàng)計 代替(tì)管道式(shì)電磁流(liu)量計用(yong)于測量(liàng)大口徑(jìng)管道的(de)流量。但(dàn)是插入(ru)式電磁(ci)流量計(jì)會産生(shēng)非線性(xing)現象，影(ying)響⭐測量(liàng)的準确(que)性。現在(zài)😄很多學(xué)者解決(jué)這個問(wen)題🔞多采(cǎi)用的是(shi)多段非(fēi)線性補(bu)償方法(fǎ)，把整個(gè)量程範(fan)🚩圍裏面(miàn)的☂️流量(liàng)分成👅多(duo)個流量(liang)段，再分(fen)别求解(jie)出不同(tóng)階段的(de)流量系(xì)數，從而(er)可以得(dé)出各段(duàn)的流量(liang)值🙇🏻。但是(shi)這種方(fang)法使用(yòng)起來比(bǐ)較複雜(za)，且精度(du)也受到(dao)了限制(zhì)。所以本(ben)文從電(diàn)磁流量(liàng)計自身(shen)結構出(chū)發，找出(chū)産生非(fei)線性現(xiàn)象🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的原(yuan)因，從源(yuán)頭上🌈找(zhǎo)出提高(gāo)插入式(shì)電磁⭐流(liú)量計線(xian)性度的(de)方法。
2.插(chā)入式電(dian)磁流量(liàng)計工作(zuò)原理
    插(chā)入式電(diàn)磁流量(liang)計測量(liàng)原理是(shi)基于法(fǎ)拉第電(diàn)磁感應(ying)定律E=BLv
其(qi)中，E爲兩(liǎng)電極之(zhī)間産生(sheng)的感應(yīng)電動勢(shì)，B爲磁感(gan)應強👈度(du)，L爲切割(ge)💰磁感線(xiàn)的有效(xiào)長度，爲(wei)平均流(liu)速，流質(zhì)爲導電(dian)介質，原(yuan)理圖如(rú)圖1所示(shi)。并且(1)式(shi)經變換(huan)可表♍示(shi)爲

當B和都(dou)爲常數(shù)時，隻要(yao)測得感(gan)應電動(dong)勢E就可(kě)以得👉到(dào)平🐆均🔞流(liú)🍓速，因被(bei)測管道(dào)的橫截(jie)面積已(yǐ)知，這樣(yàng)就可以(yi)很容🧡易(yì)求得某(mǒu)導電流(liú)質的體(tǐ)積流量(liang)

其中，D爲(wèi)被測管(guan)道内徑(jìng)，Q爲體積(ji)流量。
由(yóu)(3)式可知(zhī)，當插入(ru)管道結(jie)構一定(ding)時，體積(jī)流量P與(yǔ)比值🐕E／B成(chéng)正比，而(ér)🏃與流體(tǐ)的溫度(du)、密度、管(guǎn)内壓力(lì)等無關(guān)。
當磁感(gan)應強度(du)B爲常數(shu)時，體積(ji)流量Q與(yu)感應電(diàn)動勢E成(cheng)正比，即(ji)體積流(liú)量與感(gan)應電動(dòng)勢之間(jiān)是完全(quan)呈線性(xìng)關系的(de)。
3.傳感器(qi)線性度(dù)評定
    線(xiàn)性度是(shi)傳感器(qì)的主要(yào)靜态性(xing)能指标(biao)之一，其(qí)定🍓義爲(wèi)測試系(xì)🏃‍♀️統的輸(shu)出和輸(shu)入系統(tǒng)能否像(xiàng)理想系(xì)✨統那樣(yang)保持正(zhèng)常值比(bi)例關系(xi)(線性關(guan)系)的一(yi)種度量(liang)。線性👨‍❤️‍👨度(dù)反應了(le)校準曲(qu)線與某(mǒu)一規定(dìng)直線一(yi)緻的程(cheng)度，此規(guī)定直線(xiàn)即爲按(an)一定方(fang)法确定(dìng)的理想(xiǎng)直線。線(xian)性度又(yòu)稱爲非(fēi)線性度(du)，參考GB／T18459—2001《傳(chuán)⭕感器主(zhu)要靜🎯态(tai)性能指(zhǐ)标💚計算(suàn)方法》中(zhong)的線性(xing)度定
義(yi)：正、反行(háng)程實際(ji)平均特(tè)性曲線(xiàn)相對于(yú)參比直(zhí)線(拟合(hé)直線)的(de)最大偏(pian)差，用滿(mǎn)量程輸(shū)出的百(bǎi)分比來(lai)表示。這(zhe)一指标(biāo)通常🚶以(yǐ)線性誤(wù)差表示(shì)

其中，△max爲(wèi)最大殘(cán)差，Y爲理(li)論滿量(liàng)程輸出(chū)。本文采(cǎi)用最小(xiao)二乘法(fa)進行線(xian)性度評(píng)定，即拟(nǐ)合直線(xiàn)爲最小(xiǎo)二乘直(zhi)⁉️線。最小(xiǎo)二乘直(zhí)線保證(zhèng)了傳感(gan)器實際(ji)輸出的(de)平均值(zhi)對它的(de)偏差的(de)平方和(hé)爲最小(xiao)，即可以(yǐ)保證拟(ni)合直線(xian)🈲得到的(de)結果與(yu)實測結(jié)果之間(jiān)🤩的偏差(cha)很🏃‍♂️小，更(geng)具可靠(kao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻性。根據(jù)定義，線(xian)性度即(jí)是校準(zhun)曲線對(dui)⭐這條最(zui)小二乘(chéng)拟合直(zhí)線的偏(piān)離程度(dù)。
4插入式(shì)電磁流(liú)量計非(fēi)線性現(xian)象成因(yin)
    插入式(shi)電磁流(liú)量計使(shi)用時在(zai)被測管(guǎn)道合适(shì)位置處(chù)♻️打孔插(chā)入以測(ce)量導電(diàn)流體流(liú)量，并且(qie)可以在(zai)不🌈斷流(liú)🔱的情況(kuang)下取出(chu)進行清(qīng)洗和維(wei)修，操作(zuò)十分方(fang)❤️便。但是(shi)插入管(guan)道的探(tàn)頭對于(yu)管道流(liú)場來說(shuō)，相當于(yú)引入了(le)一個阻(zǔ)流器件(jiàn)，流體對(dui)此探頭(tóu)🍉進行繞(rào)流運動(dòng)，如圖2所(suǒ)示。

其(qi)中，△max爲最(zuì)大殘差(cha)，Y爲理論(lùn)滿量程(chéng)輸出。本(ben)文采用(yòng)最小👨‍❤️‍👨二(èr)乘法🔴進(jìn)行線性(xìng)度評定(ding)，即拟合(hé)直線爲(wei)最小二(èr)乘直線(xiàn)。最小二(er)乘直線(xiàn)保證了(le)傳感器(qì)實際輸(shu)出的平(ping)均值對(duì)它的偏(pian)差的平(píng)方和✨爲(wèi)最小，即(ji)可以保(bao)證拟合(he)直線❌得(dé)到的結(jie)果與實(shi)測結果(guo)之間👈的(de)偏差很(hěn)🎯小，更具(ju)可靠性(xìng)。根據定(ding)義，線性(xìng)度即是(shi)校準曲(qǔ)線對這(zhe)條最小(xiao)二乘拟(ni)合直線(xiàn)的偏離(lí)程度。