电磁流量计系统抗干扰设计
电磁流量计系统抗干扰设计
1、正交干扰
传感器两电极、被测液体、放大器内阻构成一个闭合回路如下图2．9，这相当与一个一匝的变压器次级绕组，励磁线圈相当与初级线圈，闭合回路相当与次级线圈。由于闭合回路不可能*平行与磁场，总有部分磁力线穿过，这样即使流速为零，也会产生感应电压，这就是“变压器效应"。图2．9变压器效应示意图根据楞次定律得到干扰电动势： ％=一警=一吃∞c。sCOt=一吃sin呼一cot) (2-3) 可见P。与励磁频率相关，与被测液体流量无关。干扰信号比流量信号相位要滞后90。，所以把干扰电动势称为正交干扰，由于正交干扰是磁感应强度B对时间t的微分，它又叫做微分干扰。
2、同相干扰
交变的电场产生交变的磁场，同时交变的磁场又产生交变的电场，两者之间相互影响，相互转换。这可以用磁场对时间的二次微分描述，对磁场进行二次微分得到： 铲害：亟笔型：刃z跏in刁rt=(2nf)z Bm sin研(2-4) 。’出2 西2 “。”。1 一. .7 其中P，为同相干扰电动势，可以看出它与磁场B同相位，也就是同时也与流量信号同相位。因为它的大小与流速无关，所以是一种干扰，叫做同相干扰。由(2--4)可看出同相干扰是正交干扰对时间的微分，正交干扰大，同相干扰也就大， 两者还可以相互转换。
3、串模干扰
单端信号输出形式中混入的干扰称为串模干扰。实际上双端信号输出类似于两个单端输出回路，也有串模干扰。串模干扰大多与电源频率一致。采用低频矩形波励磁可以使采样的串模干扰正、负面积相等，互相抵消，从而抑制串模干扰。
4、共模干扰共模干扰定义：相对与公共点位基准点，放大器两个输入端同时出现的干扰。虽然差分电路可以抑制共模干扰，但当两电极受到不对称污染，共模干扰转化成串模干扰影响测量。解决共模干扰要从源头解决，由于交流共模干扰大多由静电干扰引起，流量计节点和静电屏蔽可以降低交流共模干扰。
硬件抗干扰技术
l、新型励磁技术是提高电磁流量计抗力的重要手段
电磁流量计励磁技术的发展，不仅减弱了电极极化电势、泥浆干扰、流动噪声的影响，又能改变工频干扰的形态，便于同步采样技术处理工频干扰噪声，以避免工频干扰的影响。我们采用的三值低频矩形励磁技术极大的提高了电磁流量计整体的抗力，提高了电磁流量计的测量精度和可靠性。
2、前置放大器的设计是提高抗力的首要环节
电磁流量传感器输出流信号十分微弱，内阻抗较高，因此高输入阻抗、低漂移、低噪声的前置放大器才能满足抗同相共模干扰的要求。前置放大器采用JFET高输入阻抗电压缓冲器，低漂移低噪声减法器，精密电阻精心匹配组成仪用放大器，并采用输入保护技术，共模电压自举技术和接地技术大大提高抗共模干扰的能力，抑制零点漂移的影响。
3、同步采样的频率补偿技术
同步采样和工频电源频率监视补偿技术，是提高抗流量信号电势中混入工频干扰和工频电源频率波动产生工频力的有效方法。同步采样技术，其采样脉宽为工频周期的整数倍，使流量信号电势中工频干扰平均值等于零，以消除工频干扰的影响：工频电源的频率波动补偿是保证频率的动态波动中，励磁电源和采样脉冲得以同步调整，真正实现同步采样技术和同步励磁技术，同步A／D转换，以降低工频干扰的影响。
4、微处理器系统电源电压监视技术
智能电磁流量计中微处理器系统当电源瞬态欠压，励磁开关脉冲动作都会造成微处理器误动作，数据丢失等现象，因此必须采用可靠的复位电路和电源电压监视技术。实用的方法是采用低成本电源配合高灵敏度的电源电压监视器，提高微处理器系统和抗力。
软件抗干扰技术
1、数字滤波技术
数字滤波技术是智能仪器中采用的技术，能够完成模拟滤波器不能完成的功能，很容易解决脉冲干扰剔除、数字电路毛刺干扰消除、A／D转换器的抗工频能力以及输入微处理器数字的可靠性问题。数字滤波的主要方法为：1)程序判断滤波：2)中位值滤波：3)算术平均值滤波：4)递推平均滤波：5)防脉冲干扰平均值滤波：6)一阶滞后滤波。
2、程控放大器技术
程控放大器技术即解决电磁流量计量程自动转换问题，同时利用增益控制方法有效削弱微分干扰峰值使放大器过载的问题，便于流量信号电势处理，提高抗微分干扰的能力。
3、微处理器硬件故障自诊断技术
微处理器硬件故障自诊断技术是采用软件容错设计，极大地提高硬件系统的可靠性，从而提高整个智能电磁流量计的抗力。具体包括CPU自诊断，定时器诊断，中断功能诊断，RAM诊断，AiD通道诊断和校正，D／A通道诊断，数字I／O 口通道的诊断等部分，涉及到智能电磁流量计的关键部件。
4、微处理器抗干扰技术
上述各种抗干扰措施是解决输入、输出通道中的各种干扰问题，当干扰噪声没有作用到微处理器本身时，微处理器正确无误地执行各种抗干扰软件，消除或者削弱干扰噪声对电磁流量计输入输出通路的影响，当干扰噪声通过三总线等作用到微处理器本身，CPU将不能按正常状态执行程序，导致智能电磁流量计整个工作混乱，为了提高微处理器自身的抗力采用硬件和软件相配合的多种抗干扰措施。多种复位方式解决失控的CPU的方法，掉电保护技术，软件指令冗余措施，软件陷阱抗干扰方法也是排除智能电磁流量计微处理器失控的有效方法。
5、程序监视系统
系统程序因干扰而跑飞后可能陷入“死循环”。指令冗余技术、软件陷阱技术不能使跑飞的程序摆脱“死循环”的困境，因此必须采取程序监视技术，既“看门狗”技术，使程序脱离“死循环"。所谓“看门狗”技术，就是当系统发现程序运行时间超过设定时间时，系统应用强制措施使自己产生复位，从而使系统运行纳入正轨的方法。
分析表明，每种抗干扰措施都有其针对性，只具有一定的力。因此。在流量计设计中必须综合使用各种抗干扰技术，以提高系统的抗干扰性能。--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
