1.引(yin)言
    近年以來(lái)，随着流量計(ji)量行業的發(fā)展， 電磁流量(liàng)計 以其無可(ke)動部件、無壓(ya)力損失、測量(liang)量程範圍寬(kuan)等優點應用(yòng)于🏃‍♂️各種場合(he)，而在使用過(guò)程中遇到的(de)一個難❗題就(jiù)是如何提高(gao) 大口徑流量(liàng)計 量的準确(que)度。如果使用(yong) 管道式電磁(cí)流量計 測量(liàng)大口徑管道(dao)流量，則其體(tǐ)積大、加工成(chéng)本高并📧且标(biao)🛀定和安裝維(wei)修都十分困(kun)難，給工程應(yīng)用帶來很多(duō)不便。所以在(zai)這種情況下(xia)，一般用插人(rén)式電磁流量(liang)計 代替管道(dao)式電磁流量(liàng)計用于測量(liang)大口徑管道(dao)的流量。但是(shì)插入式電磁(ci)流量計會産(chan)生非線性現(xiàn)象，影響測量(liàng)的準确性。現(xiàn)在很多學者(zhe)解決這個問(wen)題⭕多采用的(de)是多⚽段非線(xiàn)性補償🔅方法(fǎ)，把整個量程(cheng)範圍裏面的(de)流量分成多(duō)個流量段，再(zai)分别求解出(chū)不🚶‍♀️同階段的(de)流量系數，從(cong)而可以得出(chu)各段的流量(liàng)值。但是這種(zhong)方法使用起(qi)來比較複雜(za)，且精度也受(shou)到了限制。所(suǒ)以本文從電(diàn)磁流量計自(zi)身結構出發(fa)，找出産生非(fēi)線性現象㊙️的(de)原因，從源頭(tóu)上找出提高(gāo)插入式電磁(ci)流量計線性(xing)度的方法。
2.插(chā)入式電磁流(liú)量計工作原(yuan)理
    插入式電(dian)磁流量計測(cè)量原理是基(ji)于法拉第電(diàn)磁感應😄定律(lǜ)㊙️E=BLv
其中，E爲兩電(diàn)極之間産生(shēng)的感應電動(dòng)勢，B爲磁感應(ying)強度‼️，L爲切割(gē)磁感線的有(yǒu)效長度，爲平(píng)均流速，流質(zhì)爲導電介質(zhi)，原理圖如圖(tú)1所示。并且(1)式(shi)經變換可表(biǎo)示爲

當B和(he)都爲常數時(shí)，隻要測得感(gan)應電動勢E就(jiu)可以得到平(píng)均流速⁉️，因被(bei)測管道的橫(heng)截面積已知(zhī)，這樣就✔️可以(yǐ)很容易求得(de)某導電⭐流質(zhì)的體積流量(liang)

其中，D爲被測(cè)管道内徑，Q爲(wei)體積流量。
由(yóu)(3)式可知，當插(cha)入管道結構(gòu)一定時，體積(jī)流量P與比值(zhí)📱E／B成正比，而與(yu)流體的溫度(dù)、密度、管内壓(ya)力等無關📐。
當(dang)磁感應強度(dù)B爲常數時，體(tǐ)積流量Q與感(gan)應電動勢E成(chéng)正比，即體❄️積(ji)流量與感應(yīng)電動勢之間(jian)是完全呈線(xiàn)性關系的。
3.傳(chuán)感器線性度(du)評定
    線性度(dù)是傳感器的(de)主要靜态性(xing)能指标之一(yī)，其定義爲測(ce)試系統的輸(shu)出和輸入系(xi)統能否像理(lǐ)想系統那樣(yang)保♈持正💘常值(zhi)比例關系(線(xian)性關系)的一(yī)種度量。線性(xìng)度反應了校(xiao)準曲線與某(mou)一規定直線(xian)一緻的程度(dù)，此規定直線(xiàn)即爲按一定(dìng)方法确定的(de)理想✉️直線。線(xiàn)性度👨‍❤️‍👨又稱爲(wèi)非線性度，參(can)考GB／T18459—2001《傳感器主(zhu)要靜态性能(neng)指标計算方(fang)法》中的線性(xing)度定
義：正、反(fǎn)行程實際平(ping)均特性曲線(xian)相對于參比(bi)直線(拟合直(zhí)線👅)的最大偏(pian)差，用滿量程(cheng)輸出的百分(fen)比來㊙️表示。這(zhè)一指标通常(chang)以線性誤差(cha)表示

其中，△max爲(wei)最大殘差，Y爲(wèi)理論滿量程(cheng)輸出。本文采(cai)用最小二乘(cheng)法進行線性(xìng)度評定，即拟(ni)合直線爲最(zuì)小二乘直線(xiàn)。最小二乘直(zhi)🤞線保證了傳(chuan)感器實際輸(shu)出的🥰平均值(zhí)對它的偏差(chà)的平方和爲(wèi)最小，即可以(yi)保證拟合直(zhí)線㊙️得到的結(jié)果與實測結(jie)果之間的偏(piān)差很小，更具(ju)可靠性。根據(jù)定義🈲，線性度(du)即是校準曲(qǔ)線對👄這條最(zui)小二乘拟合(hé)直線的偏🏃🏻離(li)程度。
4插入式(shì)電磁流量計(jì)非線性現象(xiàng)成因
    插入式(shi)電磁流量計(ji)使用時在被(bei)測管道合适(shi)位置處打孔(kǒng)插入以測量(liang)導電流體流(liú)量，并且可以(yǐ)在不斷流的(de)情況下取出(chū)🐆進行清洗和(he)維修，操作十(shi)分方💜便。但是(shi)插入管道的(de)探頭對于管(guan)道流場來說(shuō)，相當于引入(ru)了一個阻流(liú)器件，流體🔴對(dui)此探頭⭐進行(hang)繞流運動，如(rú)圖2所示。

其(qí)中，△max爲最大殘(can)差，Y爲理論滿(man)量程輸出。本(ben)文采用最小(xiao)二乘法進行(hang)線性度評定(dìng)，即拟合直線(xian)爲最小二乘(cheng)直🈲線。最小二(er)乘直線保證(zhèng)了傳感器實(shí)際輸出的平(ping)均值對它的(de)偏差的平方(fang)和爲最小，即(ji)可以保證✂️拟(nǐ)合直線得到(dao)的結果與實(shí)測結果之間(jiān)❤️的偏差很小(xiao)，更具可靠性(xìng)。根據定義，線(xiàn)性度即是校(xiao)準曲線對這(zhè)條最小二乘(chéng)拟合直線的(de)偏離程度。