電磁流量計關(guān)鍵技術(shù)(勵磁磁場和信號處理技術(shù))深入研究

電磁流量計關(guān)鍵技術(shù)(勵磁磁場和信號處理技術(shù))深入研究
   電磁流量計信號處理系統(tǒng)的主要功能在于對測量信號進(jìn)行放大、濾波，其關(guān)鍵工作是零點漂移的消除。
   本系統(tǒng)的信號處理方法為基線控制的反饋式信號處理方法．系統(tǒng)實現(xiàn)是以高度集成的片上系統(tǒng)混合信號單片機(jī)c帥s1Fo印為中心，進(jìn)行硬件電路及軟件測量時序的設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計的癱點有兩個．一個是用硬件電路實現(xiàn)模擬信號的區(qū)間映射關(guān)系， 另一個是軟件設(shè)計中的勵磁和信號采集時序設(shè)計。這也是系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵部分。墅塑壁盟般
    本文對電磁流量計的兩項關(guān)鍵技術(shù)——勵磁磁場和信號處理技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究，取得了初步成果。
   在廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)資料以及對電磁流量計相關(guān)基本理論分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，本文簡單總結(jié)了電磁流量計勵磁技術(shù)和信號處理方法，分析了電磁流量傳感器和信號處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)行了傳感器勵磁線圈的磁場分析和信號處理系統(tǒng)的設(shè)計，其主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括以下幾個方面。
  l、在非均勻磁場電磁流量傳感器設(shè)計的理論基礎(chǔ)上，針對工業(yè)電磁流量傳感器采用的矩形鞍狀勵磁線圈來設(shè)計非均勻勵磁磁場。
  2、以矩形平面勵磁線圈磁場分布解析算法為基礎(chǔ)，提出了計算矩形鞍狀勵磁線圈在測量管內(nèi)的磁場分布的一種折線近似算法；最后通過實驗證明，這種折線近似法是一種簡單可行的算法。
  3、根據(jù)上述算法對不同形狀和不同尺寸的電磁流量傳感器勵磁線圈的磁場性能進(jìn)行比較和分析優(yōu)化，求得性能的勵磁線圈的尺寸和形狀。
  4、針對智能電磁流量計信號的特點，和基線控制的反饋式信號處理方法以往實現(xiàn)中的問題，提出基線控制法新的實現(xiàn)方法。
  5、采用高度集成的片上系統(tǒng)混合信號單片機(jī)C805lF060，設(shè)計信號處理系統(tǒng)的硬件測量電路。通過DAC的定時反饋來消除零點漂移，實現(xiàn)電磁流量計微弱信號的高倍放大。
  6、設(shè)計軟件測量時序，通過軟硬件聯(lián)調(diào)，經(jīng)實驗結(jié)果證實，本文設(shè)計的電磁流量計信號處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性都具有很好的應(yīng)用前景。當(dāng)然，由于水平和時間的限制，本文的研究還僅僅是在電磁流量計關(guān)鍵技術(shù)的研究方面地邁出了一小步，很多工作還應(yīng)該更加細(xì)致和完善，對一些相關(guān)的問題還有待進(jìn)一步的研究和解決。
   為此，本課題下一步的研究內(nèi)容和方向可以主要從以下幾個方面考慮。
  l、對傳感器勵磁線圈的磁場分布算法進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，提高磁場分布的模擬精度和應(yīng)用范圍，可以考慮實現(xiàn)軟件化，即輸入勵磁線圈的類型和參數(shù)，即可自動生成其磁場分布的模擬圖。
  2、本文提出折線近似法是基于解析算法利用Matlab作的近似計算，也可以采用有限元方法進(jìn)行模擬，并比較兩種方法的仿真性能優(yōu)劣。
  3、本文對于磁場性能的比較分析范圍較小，可以進(jìn)一步擴(kuò)充，增加勵磁線圈不同的形狀以及比較的參數(shù)類型，可以得到更優(yōu)化的磁場性能。
  4、在當(dāng)前設(shè)計中，CPU供電電壓選用的oV-3．3V，所以硬件設(shè)計中設(shè)計到比較繁復(fù)的模擬信號區(qū)間映射計算；在下一步研究中，可以考慮用．1．65V．1．65V 給CPU供電，可以免去區(qū)間映射的步驟，但是要考慮其他會引入的問題。
  5、系統(tǒng)的抗干擾性能有待提高，進(jìn)一步設(shè)計時需要加強(qiáng)電磁屏蔽以及PCB 排版布線中的抗干擾措施，把外界對信號的干擾降到更低。
  6、測量結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性還有待深入分析，繼續(xù)用實驗驗證定性測量和定量測量結(jié)果，并對測量的精確性進(jìn)行驗證，對儀表進(jìn)行標(biāo)定，爭取實現(xiàn)儀表的產(chǎn)品化。
  衷心希望本文研究的方法和實驗結(jié)果能對那些致力于電磁流量計的同行及研究、使用人員有所幫助，提供一點有價值的參考信息，那也算是對課題組前期工作的一點肯定和認(rèn)可。
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