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技术文章  

电磁流量计的信号干扰处理方法


发布日期:2019-11-12 点击:221次
  了解电磁流量计的人都知道,低频矩形励磁具有能够克服直流励磁存在极化电压大的优点,又有避免交流励磁存在电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、电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,由于电磁感应、静电效应以及电化学反应等原因,电极输出的电压不仅仅是与流体流速成比例的感应电动势,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。 
  在实际的电磁流量计运行中,正交干扰和同相干扰是由于励磁磁场的突变引起的,是交变励磁的电磁流量计的必要干扰,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电磁流量计附近的电磁干扰和静电干扰产生的,可以通过电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,电磁流量计是用来测量各类流体的仪表.必然将被使用在工业检测控制生产中,此时,流量计周围充满自身产生的或其他工业设备辐射过来的工频干扰信号,使得最终的流量信号上将叠加工频信号。 
  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,插入式电磁流量计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。所以在电磁流量计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。
在实际的流量信号中,微伏级和eo(最大达到几百毫伏)相差很大,差不多将近千倍以上。此时如果用放大器直接对信号进行放大计算,则由于%的存在而使放大器输出饱和,无法精确测得值。所以在信号处理中必须在尽量消除eo的影响的前提下有效的放大值。
  目前,电磁流量计的信号处理方法一般包括电容隔离法、零点漂移反馈法和三次采样法。但是,电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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