电磁流量计的励磁和信号处理技术
电磁流量计的励磁和信号处理技术
励磁和信号处理技术是衡量电磁流量计性能的两个关键技术，电磁流量计的测量精确度和稳定性与两者密切相关。本文分为两个主要部分，分别针对以上两个关键技术，从励磁磁场和信号处理技术的改进两个方面进行了研究。
非均匀磁场电磁流量计的出现可以实现传感器的小型化，可用来测量非对称流的流量。其设计的核心是，使非均匀磁场的磁场强度和权重函数的乘积为一常数。权重函数仅与测量管及电极的形状和大小有关，在测量管道和电极已定的情况下，可以改变传感器励磁线圈的形状和尺寸获得不同的励磁磁场。
寻找一种简单实用的磁场计算方法是进行研究的必要前提。本文从矩形平面励磁线圈在测量管道内磁场分布的解析算法出发，给出了一种计算矩形鞍状励磁线圈在测量管内的磁场分布的折线近似算法；最后通过实验证明，这种折线近似法是一种简单可行的算法。利用折线近似算法对不同形状和不同尺寸的励磁线圈的磁场分布情况进行对比，并进行分析优化，最后获得性能较优的励磁线圈的尺寸和形状。
基线控制的反馈式信号处理方法是结合了早期反馈式信号处理方法和零点漂移反馈法的优点提出的。基线控制法能在消除零点漂移的基础上，采用较高励磁频率实现电磁流量计高动态响应的特性，同时又有效地放大了信号，使低励磁电流下的测量也具有较高的信噪比。
本文第二部分针对智能电磁流量计信号的特点，及以往基线控制的反馈式信号处理方法实现中存在的问题，提出基线控制法新的实现方法。采用高度集成的片上系统混合信号单片机C805lF060，完成信号处理系统的硬件测量电路。设计软件测量时序，利用DAC的定时更新作为反馈信号来消除信号的零点漂移，实现电磁流量计微弱信号的高倍放大。通过软硬件联调，经实验结果证实，本系统的稳定性和重复性都具有很好的应用前景。
关键词：励磁磁场，折线近似法，基线控制法，电磁流量计
