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技術文章  

電磁流量計的信号干扰处理方法


发布日期:2019-11-12 点击:310次
  了解電磁流量計的人都知道,低频矩形励磁具有能够克服直流励磁存在极化電压大的优点,又有避免交流励磁存在電磁感应干扰引起正交干扰和同相干扰的优点,是兼顾直流励磁和交流励磁两者优点的一种励磁方式。在理论上,它使工频干扰、励磁相位干扰、電极极化以及零点漂移等干扰有了可克服的途径。但在实际中,由于電磁感应、静電效应以及電化学反应等原因,電极输出的電压不仅仅是与流体流速成比例的感应電动势,也包含了各种干扰成分在内。因此,必须在后续的信号放大处理部分予以消除。 
  在实际的電磁流量計运行中,正交干扰和同相干扰是由于励磁磁场的突变引起的,是交变励磁的電磁流量計的必要干扰,如果在测量时保持磁场不变化,则此两项干扰为零。共模干扰和串模干扰主要是由于電磁流量計附近的電磁干扰和静電干扰产生的,可以通过電磁屏蔽和良好的接地加以抑制,并通过后接一个具有高分贝共模抑制比(CMRR)的差分放大器予以基奉消除。
  另外,電磁流量計是用來測量各類流體的儀表.必然將被使用在工業檢測控制生産中,此時,流量計周圍充滿自身産生的或其他工業設備輻射過來的工頻幹擾信號,使得最終的流量信號上將疊加工頻信號。 
  针对工频干扰,选择励磁周期(信号周期)是工频信号的整数倍,那么在每个周期信号中必有两个点受到的工频干扰近似。此时,两点信号幅值相减可以消除工频串模干扰。在确定励磁周期为工频周期的整数倍后,插入式電磁流量計的信号处理将需要解决以下两个方面:
现代智能化仪表都追求高动态响应速度,这就需要励磁周期必须足够小(最小为工频周期)。但是过高的励磁频率将使零点漂移不稳定,加大了对信号处理的难度。所以在電磁流量計的信号处理中必须在响应速度和信号稳定性方法之间综合考虑。
在實際的流量信號中,微伏級和eo(最大達到幾百毫伏)相差很大,差不多將近千倍以上。此時如果用放大器直接對信號進行放大計算,則由于%的存在而使放大器輸出飽和,無法精確測得值。所以在信號處理中必須在盡量消除eo的影響的前提下有效的放大值。
  目前,電磁流量計的信号处理方法一般包括電容隔离法、零点漂移反馈法和三次采样法。但是,電容隔离法由于在处理过程中信号会失真,无法使用在高精度测量场合。零点漂移反馈法的响应时间过长,无法用在需要快速反应的环境中,而三次采样法则由于是建立在零点漂移是均匀的假设上的。所以,这三种方法在需要高精度,高响应速度的环境中可能会无法很好的满足要求,需要另外设计一种信号处理方法。
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