電磁流量轉換器干標定原理剖析

電磁流量轉換器干標定原理剖析
   POTOK裝置的原理涉及了俄羅斯電磁流量計干標定技術的關鍵部分，屬于國際電磁流量計干標定行業的前沿技術。對于這項技術，合作時俄方并沒有提供相關關鍵技術資料給中方。另外，由于俄方的技術保護，也很難從俄方直接獲得該項技術的關鍵資料。本課題對POTOK裝置進行原理上的剖析，需要大量搜索和查閱相關文獻，并通過合作過程中和俄方專家的討論以及自己不斷地摸索和總結才能取得有效成果。因此，對POTOK裝置的原理剖析是本課題的難點所在。應用中的POTOK裝置對電磁流量計干標定采用的是電磁流量傳感器和轉換器分離標定的方法。這里也將分別針對POTOK裝置干標定電磁流量傳感器的原理和POTOK裝置干標定電磁流量轉換器的原理進行分開剖析。
   POTOK裝置標定電磁流量轉換器基于的是等效電阻網絡法，該方法和當前國內通用的使用模擬器檢定電磁流量轉換器線性度的辦法本質上并無差別。下面對這種方法進行剖析113Jill： 電磁流量傳感器基于法拉第電磁感應定律而工作，電磁流量轉換器提供電磁流量傳感器線圈所需的勵磁電流，電磁流量傳感器中的勵磁線圈在勵磁電流的作用下在傳感器管道中建立磁場。目前，電磁流量計使用得最多的勵磁方式是低頻矩形波勵磁，按電磁基本原理可以引入勵磁電流I與磁場B之間的關系式，如式(2．1)所示mI。式中，k'表示電磁流量傳感器的勵磁常數。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)通常被稱為傳感器在勵磁電流I下的信號變送方程，它反映了勵磁電流I影響傳感器信號變送的靈敏度。式中，k，．k’，D都是常數，于是假設： K=觸’D (2．3) 即K是單位流體流速v與單位勵磁電流l下能變送出的電壓信號U。從傳感器的勵磁電流I與感應電動勢u的對應關系，可以引出傳感器等效電阻的概念， 即在勵磁電流I關系下，傳感器可描述為一個隨被測流體流速v變化的可變電阻R： R：一U kk'lDv：Kv (2．4) l l 這樣，式(1．1)可以改寫成式(2．5)的形式： U=1×R (2．5)
   電磁流量轉換器干標定就是標定電磁流量轉換器的線性度。其基本思想如下：電磁流量轉換器正常工作時，轉換器流量示數Q t-示和傳感器電極感應電動勢u之間應該存在正比例的關系。為了驗證Q；。和U之間是否滿足這種正比例關系，只需使用一組線性的電磁流量傳感器感應電動勢信號u輸入電磁流量轉換器，根據電磁流量轉換器顯示出來的Q z。數值判斷其是否符合對應的線性度要求，從而就可以標定電磁流量轉換器。
   標定電磁流量轉換器時，POTOK裝置的主要作用就是產生輸入給電磁流量轉換器的一組可以模擬電磁流量傳感器電極間的流量感應電動勢線性信號。式(2．5)已經表明，電磁流量傳感器可以等效為一個隨被測流體流速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電動勢只需應用物理電路學中的歐姆定律就能滿足要求：利用電磁流量轉換器輸入電磁流量傳感器的勵磁電流，將此電流通過一個恰當阻值范圍的可變電阻器，調節可變電阻的阻值，可變電阻兩端產生的電壓就可以模擬出需要的線性電壓信號。POTOK裝置標定電磁流量轉換器正是基于以上原理，這在理論上無疑是方便易行的。可事實上要找到這樣的可變電阻并不容易。通常，電磁流量轉換器接受來自電磁流量傳感器的信號，對應1 m／s流體流速時的電磁流量傳感器感應電動勢輸出值基本都小于0．4mV，而電磁流量轉換器的勵磁電流值都在100mV左右。這就要求可變電阻阻值的數量級就非常小，大概要小于10。o量級。很顯然，要直接獲得這么小的可變電阻事實上是不可能的。
    POTOK裝置為了實現如此小的電阻，采用了等效電阻網絡的方法。這種方法的本質是基于電阻分壓的思想。圖2—2是等效電阻網絡分壓思想的示意圖。圖中，1連線代表了電磁流量轉換器勵磁電流的輸出端，2連線代表了電磁流量轉換器勵磁電流的返回端，3、4連線表示的是輸入給電磁流量轉換器的電磁流量傳感器電極感應電動勢的模擬線性信號。圖2-2等效電阻網絡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——模擬傳感器信號電壓： l——勵磁電流：Rl，R2，R3——電阻。值得注意的是，圖2—2中，R1，R2，R3并不能理解為單個的電阻，它們只是用來代表阻值的電阻符號，實際應用中的Rl，R2，R3可能又是由許多不同阻值的電阻通過各種不同的方式連接得到的。
   等效電阻網絡通過電路中若干電阻的串并聯，有效地實現了所需要的微小電阻。通過電阻分壓思想，POTOK裝置成功模擬出了電磁流量傳感器的電極流量感應電動勢，從而實現了電磁流量轉換器的干標定。擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、V錐流量計、V型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計、智能渦街流量計，更多信息請訪問開封中儀網站：