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技术文章

电磁流量计中的低通滤波器和有源滤波器的区别


发布日期:2023-09-21 点击:691次
  对串模干扰的抑制,主要依据被测量信号与串模干扰信号的频率关系,采取不同的滤波策略。模拟滤波器主要有:低通滤波器,高通滤波器和带通滤波器三种。
  电磁流量计中流量信号相对共频串模干扰信号,变化缓慢,因而主要采用低通输入滤波器抑制工频串模干扰。
  常用的低通滤波器有RC滤波器,LC滤波器,T滤波器及有源滤波器。特点各有不同:  
  RC滤波器的结构简单,成本低。但它的串模抑制比不高,一般需要2~3级串联使用才能达到规定的NMR指标。而且时间常数较大,会影响测量电路的动态特性。  
  LC滤波器的串模抑制比较高,但需要绕制电感,体积大、成本高。  
  双T滤波器对一固定频率的干扰具有很高的抑制比,偏离该频率后抑制比迅速减小。  
  有源滤波器可以获得比较理想的动态性能,但作为仪表输入级,有源器件(运算放大器)的共模抑制比一般难以满足要求,其本身带来的噪声也较大。
  设计中,输入通道采用2级阻容低通滤波器,采用对称结构,以保持电路平衡,如图所示。如前所述,变送器励磁频率是(50/8Hz和(50/2Hz两种,综合考虑噪声抑制和有效信号的频率响应,选择电阻,电容使50Hz的串模干扰信号衰减431/600左右。电路参数计算方法可按幅频特性公式进行计算:A为信号衰减比,RC为滤波电路参数,ω为信号角频率。
 
  得到滤波器时间常数RC=477ms,电路中电阻R47k,电容为1µF
 
  模拟滤波器虽然具有较好的噪声抑制能力,但参数不能随时调整。而数字滤波器可以通过编程改变滤波参数,更加灵活。在电磁流量计中综合使用模拟和数字滤波器会获得更好的测量性能,在后面的章节会详细叙述数字滤波器在电磁流量计中的应用。
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