摘要　在簡要(yao)闡述了電磁(cí)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(cuo)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(fǎ)拉第電磁感(gan)應定律制成(cheng)的一種測量(liang)導電性液🌈體(tǐ)體積流量的(de)儀表。随着微(wei)電子技術的(de)發❓展,電磁流(liú)✨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(you)了進一步的(de)提🚶‍♀️高,應用也(yě)越⛱️來越廣泛(fan)。由于其具有(yǒu)對液體适應(yīng)性較強的特(tè)點,在現代工(gōng)業生産中,已(yi)成♋爲測量液(yè)體流量的常(chang)用儀表。在現(xian)有⭐的電磁流(liu)量計中,交流(liú)低頻矩形波(bo)勵磁方式已(yǐ)成爲主要的(de)勵磁方式。電(diàn)磁流量計采(cǎi)用交流勵磁(ci)雖有一定的(de)優點,但随之(zhi)而⛱️來的電磁(ci)幹擾,就成爲(wèi)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(qǐ),它們不僅成(chéng)分複雜,而且(qie)有時候幹擾(rao)信号還會比(bi)流量信号大(dà)[1]。在這種情況(kuàng)下🔱怎樣抑制(zhì)和排除這些(xie)幹💘擾,提❌高信(xin)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(jiàn)問題。
2　低頻矩(ju)形波勵磁技(ji)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(tóng)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(sui)着集成電路(lù)技術和同步(bù)采樣技術的(de)發展和實用(yong)化在⭐電磁流(liú)量計中得到(dào)廣泛應用。它(ta)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(tu)1(a)中可以看到(dao)在半☀️個周期(qi)内,磁場是一(yī)恒穩的直流(liu)磁場。它具有(yǒu)直流勵磁技(jì)術受♈電磁幹(gan)擾影響小,不(bú)産生渦㊙️流效(xiào)應,正交幹擾(rao)和同相幹擾(rǎo)小等特點;但(dan)從整🧡個時間(jiān)過程看又是(shì)一🔱個交變信(xìn)号,具有正弦(xian)波勵🌈磁技術(shu)基本不産生(sheng)極化現象,便(biàn)與放大和處(chu)理信号。避免(miǎn)直流放大器(qi)零點漂移、噪(zào)聲等的優點(diǎn)。所以低頻矩(jǔ)形波勵磁技(jì)術具有很好(hao)的抗幹擾性(xìng)能。但⚽從圖1(c)中(zhong)也可以看到(dào)實際低頻矩(jǔ)形波🈲勵磁方(fang)式中,由于勵(li)磁電流🈲矩形(xíng)㊙️波存在上升(shēng)沿❄️和下降沿(yán),在📐上升沿和(he)下降沿也必(bi)然存在正交(jiāo)幹擾,雖然很(hěn)快會消失,但(dàn)沿越陡正交(jiao)幹擾電動勢(shi)也越大。
　　另外(wai)除了由于勵(lì)磁電流引起(qǐ)的正交幹擾(rǎo),在電磁流量(liang)變送器中,由(yóu)于兩電極的(de)引線處于交(jiāo)變磁場中,當(dang)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(shì)的分析
3.1　變送(sòng)器的調零法(fǎ)
　　要消除由于(yu)“變壓器效應(yīng)”産生的正交(jiao)幹擾,主要有(yǒu)兩種方法:一(yī)種是人爲的(de)造成一個與(yu)正交幹擾幅(fú)值相同的信(xin)号去與幹擾(rǎo)信号相互抵(di)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(suo)形成的電流(liu)之代數和爲(wei)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(shì)在一個電極(ji)上引出兩根(gēn)導🚶線,分别接(jie)在電位器的(de)兩端,另一個(ge)電極的引出(chū)線和電位器(qì)的中👄端分别(bié)接到轉換器(qì)的輸入端,即(jí)Rsr的🏃🏻兩端。這🤞樣(yàng)就形👄成了兩(liang)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(lù)Ⅱ中感應産生(sheng)的📞電動勢e′,各(gè)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(zhuan)換器的輸入(rù)電阻Rsr上。因爲(wei)這兩個電🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流(liú)的方向是相(xiàng)反的,當被測(cè)液☂️體的流速(su)爲零時,調整(zheng)電位器中心(xin)觸點的位🏃‍♀️置(zhì),可以找到一(yi)個平🍉衡點,使(shi)兩個閉合回(hui)路的電流大(dà)🥵小相等🈲,而方(fāng)向相反,這樣(yàng)就可以相互(hù)抵消。其關系(xì)可用下式表(biǎo)示,因:

　　式中: r′爲(wei)變送器内阻(zǔ),R1和R2分别爲電(diàn)位器左側和(hé)右側的電阻(zu),f1和f2分别爲通(tōng)過回路Ⅰ和Ⅱ磁(ci)通。因流經轉(zhuǎn)換器輸入阻(zǔ)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(fang)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(bú)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(shi),我們可使用(yong)同步采樣技(jì)術對信号進(jin)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(liàng)❓精度有較大(dà)的🤞影響。采樣(yang)頻率要選爲(wei)工頻周期的(de)整數📐倍。這樣(yàng)即使混有幹(gàn)擾信号因其(qi)采樣時間爲(wèi)完整的工頻(pin)周期,其平均(jun1)值也爲零♋,幹(gan)擾電壓不起(qǐ)🔆作用。
3.3　數字濾(lü)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(wan)成模拟✔️濾波(bō)器不能完成(cheng)的功能,很容(rong)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(gong)頻❓能力以♊及(jí)輸入微處理(lǐ)器數字💔的可(ke)靠性等問題(tí)。
3.4　接地
　　由于電(dian)磁流量計中(zhong)變送器的輸(shu)出信号很小(xiǎo),爲了提高儀(yi)表抗🈲幹擾的(de)能力,變送器(qì)輸入回路的(de)零電位必須(xū)接地[5]。同時,變(bian)送器的測量(liang)管外殼接地(di)可以起屏蔽(bì)作用,減小外(wài)界和激磁系(xì)統本身的電(dian)磁場🔞幹擾[6]。必(bi)須強調,流量(liang)計一定要💘單(dān)獨接地🌏。因爲(wèi)若與其他儀(yi)表或🔅電氣裝(zhuāng)置共🏃同接地(di),接地線中的(de)漏電流對測(cè)量信号将産(chǎn)生串模幹擾(rǎo),嚴重時流量(liàng)♍計将無法工(gong)作。另外,接地(di)點應遠離大(da)型用電器,避(bì)免地電流串(chuàn)入流量計,造(zao)成幹擾源。
4　結(jié)束語
　　通過以(yi)上的分析,對(duì)電磁流量計(ji)中産生幹擾(rao)的原因及💜解(jie)決📱的辦法有(you)了大緻的了(le)解。可以看出(chu)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(qiang),精度和可靠(kào)性提高更加(jia)的适應于工(gōng)業應用現場(chǎng)。

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