關(guān)于電磁流量計(jì)流速信號(hào)特征有哪些呢?相信這個(gè)問題也是很多小伙伴感興趣的問題之一,關(guān)于這個(gè)問題,下面給大家淺析一下,供大家參考,希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
下面將分析流量信號(hào)電壓的基本特性,使電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)α髁啃盘?hào)進(jìn)行有效的、有針對(duì)性的放大、處理和數(shù)據(jù)采集。
(1)頻率
流量信號(hào)是由勵(lì)磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的,其電特性與勵(lì)磁電壓的參數(shù)有關(guān),使信號(hào)的頻率與勵(lì)磁頻率一致。從降低傳感器零位和保持穩(wěn)定性的角度考慮,通常采用6.25Hz甚至低至1Hz的激勵(lì)頻率;從減小流體極化電壓引起的輸出擺幅的角度來看,激勵(lì)頻率范圍從幾十赫茲到100Hz;為了減少低電導(dǎo)率時(shí)流動(dòng)噪聲的影響,激勵(lì)頻率可以達(dá)到160Hz??傊?,電磁流量計(jì)的信號(hào)頻率比較低,當(dāng)勵(lì)磁頻率確定后,信號(hào)頻率基本不變。也就是說,轉(zhuǎn)換器的放大電路可以設(shè)計(jì)成低頻放大器,選擇頻率來抑制各種高頻kHASSles,提高信噪比。
(2) 相位和波形
流量信號(hào)與工作磁場(chǎng)的相位和波形基本相同,即流量信號(hào)與勵(lì)磁電壓的相位和波形基本相同。由于金屬測(cè)量管的渦流和勵(lì)磁線圈的電感和電阻的滯后作用,流量信號(hào)具有一定的相移或沿波形前后的積分過程。這種相移或積分過程對(duì)于大直徑傳感器尤為明顯。
(3)
速度信號(hào)的電壓幅度與兩個(gè)電極之間的距離、磁感應(yīng)強(qiáng)度和速度成正比。通常感應(yīng)信號(hào)的幅值很小,一般流體在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)低于lmV時(shí)流過傳感器的流速為LM/s,甚至低于0.2mV。
(4)內(nèi)阻
根據(jù)整個(gè)電路的歐姆定律,放大器的輸入電阻和信號(hào)源的內(nèi)阻構(gòu)成一個(gè)分壓電路。放大器有限的輸入電阻不能將信號(hào)源的電壓全部加到放大器中,一部分信號(hào)電壓會(huì)下降到信號(hào)的內(nèi)阻上。為了減少信號(hào)電壓的損失,放大器的輸入電阻必須遠(yuǎn)大于信號(hào)的內(nèi)阻,以減少內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差。
對(duì)于點(diǎn)電極式電磁流量計(jì)流量信號(hào)的內(nèi)阻,如圖2-1所示,絕緣襯里傳感器測(cè)量管內(nèi)壁裝有液體電極。電極為直徑為 D 的圓盤,電極 A 與電極 B 之間的距離(測(cè)量管直徑)為 D(D << d)。充滿導(dǎo)電液體的管道足夠長,使電極所在介質(zhì)的電導(dǎo)率s和介電常數(shù)E均勻,不會(huì)改變介質(zhì)中的電流場(chǎng)。在這些假設(shè)下,電極基本上埋在所有方向上都具有無限深度的介質(zhì)中。設(shè)兩電極間的電動(dòng)勢(shì)為E,電極A的電位為+E/2,電極B的電位為-E/2。從圖可以看出。如圖2-1所示,電流從A電極擴(kuò)散到介質(zhì),從B電極流出。電流流過時(shí),靠近電極的截面最小,離電極越遠(yuǎn)截面越大。也就是說,離電極越遠(yuǎn)電流密度越小,所以電場(chǎng)強(qiáng)度越小。因此,在電流路徑的每單位長度上,介質(zhì)對(duì)電流的電阻越來越小。因此,在計(jì)算傳感器信號(hào)的內(nèi)阻時(shí),可以暫時(shí)將流體的體積電阻視為零,只計(jì)算與介質(zhì)接觸的兩個(gè)電極的接觸電阻。為了計(jì)算方便,先將電極作為球體處理,球體的半徑設(shè)為R。帶電球體的電容C為:
帶電系統(tǒng)的電容C對(duì)應(yīng)相同大小的帶電系統(tǒng)的電導(dǎo)率G,根據(jù)電工理論可得(2-3)的換算關(guān)系。
(5) 磁場(chǎng)變化的影響
從原理公式可以看出,流量信號(hào)的幅值不僅隨速度變化,還隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。 也就是說,流量測(cè)量還需要考慮電磁流量計(jì)信號(hào)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。 因此,應(yīng)使用勵(lì)磁電流或補(bǔ)償恒流源。
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