電磁流量轉(zhuǎn)換器干標(biāo)定原理剖析

電磁流量轉(zhuǎn)換器干標(biāo)定原理剖析
   POTOK裝置的原理涉及了俄羅斯電磁流量計(jì)干標(biāo)定技術(shù)的關(guān)鍵部分，屬于國(guó)際電磁流量計(jì)干標(biāo)定行業(yè)的前沿技術(shù)。對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)，合作時(shí)俄方并沒(méi)有提供相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)資料給中方。另外，由于俄方的技術(shù)保護(hù)，也很難從俄方直接獲得該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵資料。本課題對(duì)POTOK裝置進(jìn)行原理上的剖析，需要大量搜索和查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并通過(guò)合作過(guò)程中和俄方專(zhuān)家的討論以及自己不斷地摸索和總結(jié)才能取得有效成果。因此，對(duì)POTOK裝置的原理剖析是本課題的難點(diǎn)所在。應(yīng)用中的POTOK裝置對(duì)電磁流量計(jì)干標(biāo)定采用的是電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器分離標(biāo)定的方法。這里也將分別針對(duì)POTOK裝置干標(biāo)定電磁流量傳感器的原理和POTOK裝置干標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器的原理進(jìn)行分開(kāi)剖析。
   POTOK裝置標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器基于的是等效電阻網(wǎng)絡(luò)法，該方法和當(dāng)前國(guó)內(nèi)通用的使用模擬器檢定電磁流量轉(zhuǎn)換器線(xiàn)性度的辦法本質(zhì)上并無(wú)差別。下面對(duì)這種方法進(jìn)行剖析113Jill： 電磁流量傳感器基于法拉第電磁感應(yīng)定律而工作，電磁流量轉(zhuǎn)換器提供電磁流量傳感器線(xiàn)圈所需的勵(lì)磁電流，電磁流量傳感器中的勵(lì)磁線(xiàn)圈在勵(lì)磁電流的作用下在傳感器管道中建立磁場(chǎng)。目前，電磁流量計(jì)使用得最多的勵(lì)磁方式是低頻矩形波勵(lì)磁，按電磁基本原理可以引入勵(lì)磁電流I與磁場(chǎng)B之間的關(guān)系式，如式(2．1)所示mI。式中，k'表示電磁流量傳感器的勵(lì)磁常數(shù)。B=k’I (2．1) 將式(2．1)代入式(1．1)，得到式(2．2)，如下： U=肚’lDv (2．2) 式(2．2)通常被稱(chēng)為傳感器在勵(lì)磁電流I下的信號(hào)變送方程，它反映了勵(lì)磁電流I影響傳感器信號(hào)變送的靈敏度。式中，k，．k’，D都是常數(shù)，于是假設(shè)： K=觸’D (2．3) 即K是單位流體流速v與單位勵(lì)磁電流l下能變送出的電壓信號(hào)U。從傳感器的勵(lì)磁電流I與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)u的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以引出傳感器等效電阻的概念， 即在勵(lì)磁電流I關(guān)系下，傳感器可描述為一個(gè)隨被測(cè)流體流速v變化的可變電阻R： R：一U kk'lDv：Kv (2．4) l l 這樣，式(1．1)可以改寫(xiě)成式(2．5)的形式： U=1×R (2．5)
   電磁流量轉(zhuǎn)換器干標(biāo)定就是標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器的線(xiàn)性度。其基本思想如下：電磁流量轉(zhuǎn)換器正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)換器流量示數(shù)Q t-示和傳感器電極感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)u之間應(yīng)該存在正比例的關(guān)系。為了驗(yàn)證Q；。和U之間是否滿(mǎn)足這種正比例關(guān)系，只需使用一組線(xiàn)性的電磁流量傳感器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)u輸入電磁流量轉(zhuǎn)換器，根據(jù)電磁流量轉(zhuǎn)換器顯示出來(lái)的Q z。數(shù)值判斷其是否符合對(duì)應(yīng)的線(xiàn)性度要求，從而就可以標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器。
   標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器時(shí)，POTOK裝置的主要作用就是產(chǎn)生輸入給電磁流量轉(zhuǎn)換器的一組可以模擬電磁流量傳感器電極間的流量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)性信號(hào)。式(2．5)已經(jīng)表明，電磁流量傳感器可以等效為一個(gè)隨被測(cè)流體流速v變化的可變電阻R。因此，要模擬一組電磁流量傳感器電極感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只需應(yīng)用物理電路學(xué)中的歐姆定律就能滿(mǎn)足要求：利用電磁流量轉(zhuǎn)換器輸入電磁流量傳感器的勵(lì)磁電流，將此電流通過(guò)一個(gè)恰當(dāng)阻值范圍的可變電阻器，調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，可變電阻兩端產(chǎn)生的電壓就可以模擬出需要的線(xiàn)性電壓信號(hào)。POTOK裝置標(biāo)定電磁流量轉(zhuǎn)換器正是基于以上原理，這在理論上無(wú)疑是方便易行的。可事實(shí)上要找到這樣的可變電阻并不容易。通常，電磁流量轉(zhuǎn)換器接受來(lái)自電磁流量傳感器的信號(hào)，對(duì)應(yīng)1 m／s流體流速時(shí)的電磁流量傳感器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出值基本都小于0．4mV，而電磁流量轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁電流值都在100mV左右。這就要求可變電阻阻值的數(shù)量級(jí)就非常小，大概要小于10。o量級(jí)。很顯然，要直接獲得這么小的可變電阻事實(shí)上是不可能的。
    POTOK裝置為了實(shí)現(xiàn)如此小的電阻，采用了等效電阻網(wǎng)絡(luò)的方法。這種方法的本質(zhì)是基于電阻分壓的思想。圖2—2是等效電阻網(wǎng)絡(luò)分壓思想的示意圖。圖中，1連線(xiàn)代表了電磁流量轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流的輸出端，2連線(xiàn)代表了電磁流量轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電流的返回端，3、4連線(xiàn)表示的是輸入給電磁流量轉(zhuǎn)換器的電磁流量傳感器電極感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的模擬線(xiàn)性信號(hào)。圖2-2等效電阻網(wǎng)絡(luò)分壓示意圖如果保證R2<<RI+R3，很容易可以得到式(2．6)： U：IxR2×旦(2．6) 冠3+Rl 式中U——模擬傳感器信號(hào)電壓： l——勵(lì)磁電流：Rl，R2，R3——電阻。值得注意的是，圖2—2中，R1，R2，R3并不能理解為單個(gè)的電阻，它們只是用來(lái)代表阻值的電阻符號(hào)，實(shí)際應(yīng)用中的Rl，R2，R3可能又是由許多不同阻值的電阻通過(guò)各種不同的方式連接得到的。
   等效電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)電路中若干電阻的串并聯(lián)，有效地實(shí)現(xiàn)了所需要的微小電阻。通過(guò)電阻分壓思想，POTOK裝置成功模擬出了電磁流量傳感器的電極流量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)了電磁流量轉(zhuǎn)換器的干標(biāo)定。擴(kuò)展閱讀：開(kāi)封中儀流量?jī)x表有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、V錐流量計(jì)、V型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)，更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)開(kāi)封中儀網(wǎng)站：