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閱讀：425發(fā)布時(shí)間：2013-1-21
傳感器測(cè)量電極上得到的電壓信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換器，由F式表示
上式右邊*項(xiàng)與流速（或流量）成正比，稱流速信號(hào)（或流量信號(hào)）：其他與流速無關(guān)的部分認(rèn)為是附加噪聲。以下考慮流速信號(hào)的電學(xué)參zui。參照勵(lì)磁方式，分析流速信號(hào)電壓的基本特征，以便轉(zhuǎn)換器對(duì)流速信號(hào)能夠有效地、針對(duì)性地放大、處理和數(shù)據(jù)采集等。
（1）頻率
流量信號(hào)是由勵(lì)磁磁場(chǎng)感應(yīng)的，其電學(xué)特性與勵(lì)磁電流各參量有關(guān)。信號(hào)的頻率與勵(lì)磁頻率是一致的。從降低傳感器零點(diǎn)，保持穩(wěn)定的角度出發(fā)，通常采用6.25Hz，甚至低到1Hz勵(lì)磁頻率；扶降低流體極化電壓引起輸出擺動(dòng)的角度出發(fā)，勵(lì)磁頻率在數(shù)十赫茲至100Hz;為降低低電導(dǎo)率時(shí)流動(dòng)噪聲的影響，勵(lì)磁頻率可能達(dá)到I60H2。總之，電磁流量計(jì)的信號(hào)頻率都比較低，而且，當(dāng)勵(lì)磁頻率一旦確定下來以后，信號(hào)頻率基本上不會(huì)改變。這就是說，轉(zhuǎn)換器的放大電路可以設(shè)計(jì)成具有選頻的低頻被大器，用以抑制各種高頻干擾，提高信噪比。
（2）相位與波形
流量信號(hào)與工作磁場(chǎng)的相位和波形基本一致。也就是說，流量信號(hào)與勵(lì)磁電流的相位和波形基本一致。只是由于金屬測(cè)量管的渦電流以及勵(lì)磁線圈的電感和電阻產(chǎn)生的滯后作用，流量信號(hào)存在一定移相或者波形的前沿和后沿存在積分過程，這一相移或積分過程對(duì)于大口徑傳感器尤為明顯。
（3）幅度
流速信號(hào)的電壓幅度與兩電極的距離、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及流速大小成正比關(guān)系。一般流體流過傳感器流速Im／s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在ImV以下，甚至0.2mV以下。對(duì)于可以測(cè)量每秒幾厘米流速的電磁流量計(jì)，意味著感應(yīng)信號(hào)可能在幾個(gè)微伏的幅值。如此微弱的信號(hào)電壓，進(jìn)行高精度線性測(cè)鼉，其噪聲處理的難度是很大的。
（4）內(nèi)阻
全電路歐姆定律告訴我們，放大器的輸入電阻與信號(hào)源的內(nèi)阻構(gòu)成分壓電路，有限的放大器輸入電阻并不能將信號(hào)源的電壓全部加進(jìn)放大器，一部分信號(hào)電壓將被降在信號(hào)的內(nèi)阻上。為r減小信號(hào)電壓的損失，放大器的輸入電阻必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大干信號(hào)內(nèi)阻．以減小內(nèi)阻所引起的測(cè)zui誤差。電磁流量計(jì)的測(cè)量同樣存在這個(gè)問題。這里，首先分析電磁流量計(jì)的流量信號(hào)內(nèi)阻。參照?qǐng)D3 - 62，分析點(diǎn)電極的電磁流量傳感器信號(hào)內(nèi)阻。在絕緣襯里的傳感器測(cè)量管內(nèi)壁，裝有一對(duì)接液電極。電極是圓盤狀，直徑為d，電板A和電極B的距離（測(cè)量管直徑）為D，d遠(yuǎn)小于D。充滿導(dǎo)電液體的管道很長(zhǎng)，電極所處介質(zhì)的電導(dǎo)率a和介電常數(shù)e是均質(zhì)的，對(duì)介質(zhì)內(nèi)的電流場(chǎng)不致有所改變?；蛘吒苯拥卣f，在這些假定條件下，電極實(shí)際上等于埋在各個(gè)方向具有無限深層的介質(zhì)內(nèi)。設(shè)兩電極間的電動(dòng)勢(shì)為e。從圖3- 62可以看出，電流由A電極向介質(zhì)散流匯集于B電極流出。電流流動(dòng)時(shí)所流過的截面在電極附近zui小，以后離電極愈遠(yuǎn)愈大。這就是說離電極愈遠(yuǎn)電流密度愈小，因而電場(chǎng)強(qiáng)度也愈小。由此可見，在電流經(jīng)過的途徑每單位長(zhǎng)度上．介質(zhì)對(duì)電流的電阻愈遠(yuǎn)愈小。這樣，在計(jì)算傳感器信號(hào)內(nèi)阻時(shí)，可以暫把流體的體電阻視為零，僅計(jì)算兩電極與介質(zhì)相接觸的接觸電阻。
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