為了對電磁流量計抗攪擾技巧加以研究,首先必需對電磁流量計攪擾噪聲發(fā)生的物理機理和特性加以剖析探討,從而按照各類攪擾噪聲的特性采用對應(yīng)的抗攪擾對策,以進步電磁流量計抗攪擾的才能。今天我們就和你來談?wù)勲姶帕髁坑嫈嚁_噪聲的物理機理、特性及其對策:
1 工頻攪擾噪聲
工頻攪擾噪聲是由電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電極、縮小器輸出回路的電磁耦合,另外電磁流量計任務(wù)現(xiàn)場的工頻共模攪擾,其三供電電源引入的工頻串模攪擾等,其發(fā)生的物理機理均是電磁感應(yīng)原理。首先就電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電極、縮小器輸出回路的電磁耦合發(fā)生的工頻攪擾對電磁流量計任務(wù)影響最大,并且在不同的勵磁技巧下其展現(xiàn)的形狀、特性不同,因此采取抗攪擾措施也不同
下此工頻攪擾噪聲的特性。在工頻正弦波勵磁磁場下,此種電磁耦合工頻攪擾噪聲展現(xiàn)方式為正交攪擾,又稱為變壓器電勢,其特點是攪擾噪聲幅值和工頻正弦波勵磁頻率成反比,相位滯后流量信號電勢900,且幅值較流量信號電勢大幾個數(shù)目級。在低頻矩形波勵磁,三值低頻矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁要求,此種電磁巧合工頻攪擾噪聲展現(xiàn)方式為微分?jǐn)嚁_,其波形為脈沖波形,其中幅值和磁通變化率成反比,且按指數(shù)規(guī)律衰減,普通而言其幅值比正弦波勵磁要求下的正交攪擾大得多,另外此微分?jǐn)嚁_僅在勵磁磁通變化時發(fā)生,而在磁通恒定時,下一個磁通出現(xiàn)變化之前不會發(fā)生微分?jǐn)嚁_,具有時段性。
針對工頻正弦波勵磁下的正交攪擾噪聲,采用復(fù)雜的主動正交抑制零碎減小正交攪擾噪聲的影響,但由于正交攪擾噪聲比流量信號電勢大幾個數(shù)目級正交抑制電子電路的任何不完善都將招致一局部正交攪擾轉(zhuǎn)換成同相關(guān)擾,使工頻正弦波勵磁電磁流量計零點漂移,流量測量精度難以進步。
采用低頻矩形波勵磁、三值低頻矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁,正交攪擾噪聲演化成為微分?jǐn)嚁_。由于微分?jǐn)嚁_具有時段時,應(yīng)用同步采樣技巧在磁場恒活期,即微分?jǐn)嚁_衰減為零之后,采用寬脈沖同步采樣( 工頻周期的偶數(shù)倍),以防止串入流量信號電勢中的工頻攪擾的影響。其次采用控制勵磁電流(勵磁磁通)變化率的辦法減小微分?jǐn)嚁_的幅值,但減小流量信號采樣的時刻間距;也能夠采用程控增益技巧使微分?jǐn)嚁_時段增益為Odb,而恒磁通時段增益為100db,以減小微分?jǐn)嚁_的幅值的影響。
關(guān)于工頻共模攪擾和工頻串模攪擾是多見的攪擾,重要是由于電磁屏蔽缺陷、散布電容耦合、電磁流量計接地不良等緣由發(fā)生,采用輸出維護技巧、高輸出阻抗、高共模抑制比自舉前置縮小器技巧以及反復(fù)接地技巧,工頻寬脈沖同步采樣技巧等進步抗工頻攪擾的才能。
2 流體介質(zhì)特性發(fā)生的電化學(xué)攪擾噪聲
電化學(xué)極化電勢攪擾是由于電極感生電動勢在兩極極性不同而招致電解質(zhì)在電極外表極化發(fā)生。即使采用正負(fù)交變勵磁磁場能明顯削弱極化電勢的數(shù)目級,但不能基本上整個消弭極化電勢攪擾。其特性于流體介質(zhì)的性質(zhì)、電極資料性質(zhì)、電極的外形尺寸外形有關(guān),具有變化遲緩,數(shù)目級不大等特點,如圖2所示流體電化學(xué)電勢攪擾及其處理辦法。因而選擇適宜的電極資料(如碳化鎢),設(shè)計最佳的電極外形的尺寸是減小極化電勢的有用辦法之一;另外采用正負(fù)兩極性交變的矩形波勵磁技巧配合微處置器同步寬脈沖采樣技巧,到用微處置器運算功效前后兩次采樣值相減消弭流量信號電勢中的極化電勢攪擾。
3 供電電源性攪擾
電磁流量計普通都采用工頻交流電源供電,其電源電壓的幅值和頻率的變化都會給電磁流量計帶來電源性攪擾噪聲。對電源電壓的幅值變化,因采用多級集成穩(wěn)壓,普通而言電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當(dāng)電源電壓的頻率動搖時,即使其動搖領(lǐng)域無限,但對電磁流量計測量精度影響較大。在智能矩形波勵磁電磁流量計中采用寬脈沖采樣技巧,其脈沖寬度為工頻周期的整數(shù)倍,具同步于工頻周期,以整個消弭工頻攪擾,但前提要求是工頻噪聲攪擾根本不變。當(dāng)供電電源頻率動搖時,流量信號采樣時使前后的工頻噪聲不能整個相反,即使采用同步勵磁技巧、同步采樣技巧依然不能整個消弭工頻攪擾噪聲,必需采用對應(yīng)的頻率補償技巧,使勵磁電流、采樣脈沖,A/D 轉(zhuǎn)換同步于頻率的變化。
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