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1、很难归一化,因此难以进行量值传递,但可进行相互比较?即对比?或定标。从考察中了解到,静态计 主要用于建标与传递!而动态则主要用于实脸室与工程侧试。因此,我们认为“动态计量”这个词是否改为“动态校准”?#%4产?。因此, 4年代将是电磁流量计发展和推广应用的 黄金时代。然而,尽管电磁流量技术在现代各项高科技的渗透下已不断地得到改进和提高。但在目前的电磁流量计技术领域中还有许多问题有待研究解决。特别是如何充分发挥电磁流量计基本原理上的大动态范围度和良好的动态响应问题还没有很8好地解决。本文就电磁流量一十在动态响应与零点稳定性两者关系及其解决方法作些探讨、介绍。二、动态响应特性与零点稳定性关系实际的
2、电磁流 量计作为工业在线流量检测仪表,要克服 电极极化?在对非金属 流体测量 时?效应以及工 业现场应用中的 电磁 干扰等因素,同时又必须考虑电功率、性能价格比、配套精确度等实用性因素。因此,实际电磁 流量计性 能与其 基本原理与理论上的优越特点相比要差许多。当前,电磁 流量计中传感器激磁 形式为克服电极极化与电磁 干扰等影响已普遍采用交流正负方波恒 流激磁方式,并采用高输入阻抗前置放大器以降低对被测流体的导电率要求。又有趋势 电磁流 量计中对信号采用高增益放大器来减小 电功率?主要是恒流激磁功率?。这些形 成了 目前电磁流量计研制技术中的四大技术参数激磁 电流8对感应电动势信号的 放大倍数9
3、以及传感器灵敏度:?在额定激磁 电流;下 对每秒 米流体流速的感应电动势毫伏?和对传感器 的激磁 频率5 有 最大值以 %?,要 对怀耘%二有 良好的电磁流量计激磁频率5 ,那么必须有移流后 一厂一丫叮 卜一夕时丽!习3二5?环补、?或5鱿、?,3! +无、 % 、1呱。 、?显然,要真正较 好地反映频率在无;和:卜 把信号=分成9、两路。每路信号放大处理成带有正向?或负向?激磁下的信号和负向?或正向?激磁下的信号零点漂动值的相关假设值。当信号零点漂动值与相关假设值相等时,显然按图示两跄信号通过一个减法器后就消除了信号的零点漂动值。图示中的输出就是消除 了零点漂动的反映流体流速的信号值。此方法
4、是在一个正向?或负向?激磁 下动态消除信号的零点漂动值,与激磁频率的高低无关。因此,零点动态相关互 补方法 可使电磁流量计的激磁频率用在激磁回路 允许下的最高频率,并可保证具有零点稳定的性能。由于激磁 频率较高,信号频段与流体流 动噪声拉开,就很容易把流 动噪声的影响消去。用此方法实 现的脉动流量 电磁 流量计,激磁频率达几 百时零点稳定并具有)的精确度。由于此方法是在动态消除零点漂动值后得 出流速信号值,因此 可对较小流量?即低流速?进行测量。零点动态相关互 补方法,在原理可以达到相当快的动态响应速 度 下保持零点稳定性和定的精确度。我们在 具体实现 中使电磁流 量计达到 +响应时 间7.7
5、 /时保持零点稳定 和/的满量程精确度。但此方法必须使相关互补达到较理 想时才能有较好的综合性能指标。我们用此方法研制的脉动流 髦电磁流 最计和专用微小流 量电磁 流量计在实际应用中达到了较好效果。.零点自动动态辨识与反馈补偿方法化88业是 电磁流 鼠亡 一的 最大应用 领域之,许多现场均 有严格的 防爆要求。对/电磁流量计本质安全防爆 的 首要问题 是传感器本质防爆,而传感器本质 防爆 的障碍 之是必 须减小激磁电流?般激磁电流至少 要小于 7& 9?。同时,对于许多应用场合要求电磁流 量计能有较大的量程范围度。特别是对小流 堵能有保证精确度的测量。上述两个要求也是电磁流 鼠计技术中较难解决
6、的问题。即是前面讨论过的零 点漂动值在激磁电流较小 和流 最较小时会有远大于反映流速信号值的情况出现。同时,由流体切割磁 力线而感应出的 电动势十分微弱?般只能在微伏数量级?,这要求信号放大处理能在消除较大零点漂动值后有非常大的放大能力和克服噪声能 力。一般,对于灵敏 度在7.&0&?激磁 电流为7 7&9时的值?的传感器?如上海光华仪表厂的8 一7 ?,要求信号放大处理单元对反映流速的感应电动势信号有7 以上的信号增益能力。当信号放大处理部分的增益较大时,要保持较高精确度、高稳定性以及良好的动态响应性能就首先要考虑以下两个问题?信号放大与动态消除零 点漂动处理要同步协调,最好形成闭环系统,以
7、使信号高增 益放大时具有足够 的稳定性。为/保证 良好的动态响应,必须对信号值的变化进行辨识,以 区别零点漂动与流体流速变化两种情况。为此,我们研 究和实现 /种具有反馈结构的信号放大处理方法,其原理 是通过 对信号零点漂动的 动态辨识+判断 出零 点漂动值以及是否是流体流速在变化.,再将辨识 出的零点漂动值反馈到前级的放大器中,使放大器能在消除零点漂动后对信号进行高增 益放大。图是此 方法的原理示愈图。增增益控翻翻零零点醉识、动态润节节. . .盛盛图这种零点自动动态辨识与反馈补偿方法在我们研制的高性能电磁流量计中保证了较小激磁电流?小于 7& 9?使信号放大处理在高增益?大于7?下具有良好
8、的稳定性与高精确度。我们用 7的激磁频率,实现 了最快响应时间为7.73 、量 程 动态范围大于 / 7、精确度达7.和激磁电流只有 &9高性能电磁流量计。当激磁电流小于 7& 9时,我们发现零点漂动值在小流量时有大于反映流速的信号值几个数量级倍。但在此方法 下仍能稳定和高精确度的进行流量侧量。另外,我们用各种灵敏度与口径?小于7 &?的传感器进行了试验,在此方法的信号放大处6理下都达到了小激磁功率、快动态响应、大量程范围度和较高精确度的高性能指标。零点自动动态辨识与反馈补偿方 法是我们在零点动态相关互补方法下的一个发展。通过实际的应用达到非常好的效果。四、结束语电磁流量计的动态响应与零点稳定
9、性问题是 一对相互制约的性能要求。无论采用什么方法两者之间都存在矛盾。上述的几种方法只是在尽量发挥动态响应的同时保证零点稳定性有一定的水准。同时,通过隔直、滤波等其他手段也可以在较高激磁频率下达到零点较稳定的效果。但这只是用较高激磁频率而没有提高电磁流量计的动态响应水平。对于大多数工业 流量检测对象,脉动性大 的情况并不很多。但对于流量控制和流量阀的开关过程中的流量检测也是要求测量仪表有良好的动态响应性能。另外,对于节能、防爆以及高精确度检量的要求,小电功率与大量程范围度的性能追求是必不可少的。因此,充分提高电磁流量计的综合性能指标是 电磁流量计技术的发展趋势。参考文橄)旧?小林保等.电磁流 计.发明专利申请公开说明书.中国专利 /7/93李斌.电磁滚 计.发明 专利申请公开说 明书.中国专利 /7 .: +) 226. 9. ,叮,2 ) +,&%, 5 ),% %,一, +, 9 ?%&),2, #4% 2),& +系列温 度计校验装置 联系人王震森、马洪其地址上海市遭宝路/ 7号,电话系列低电势转换开关 型热电阻测试装置 型热电偶测试装置 /7,邮编37 73,电挂7
