摘要:電磁流(liú)量計在我國工業(ye)、制造業及其他行(hang)業的應用十分🔞廣(guang)泛，在液體流量測(cè)量方面起到了不(bu)可替代的重要作(zuò)用。由于🌈流量計測(ce)量的正确程度🔞直(zhí)接影響到了生産(chǎn)質🈲量，測量誤差可(kě)能會對生産過程(chéng)造成巨大的經濟(jì)損失，因此，通過研(yan)究電磁流量計精(jīng)度的影響因素，分(fèn)析提升測量精度(du)的方法和測量過(guò)程🈲中💛的抗幹擾能(néng)力🔞具有十分重要(yao)的意🧑🏽‍🤝‍🧑🏻義。
　　随着我國(guó)科學技術和經濟(ji)的不斷發展與進(jìn)步，電磁流💜量計🤩在(zài)我國的工業、技術(shù)檢測和管理等很(hen)多領域得到了廣(guǎng)泛的使用，電磁流(liú)量計具有良好的(de)耐腐蝕性，并具備(bèi)可靠性高、适🐇應性(xing)強的特點。近年來(lai)，各個領域在不斷(duan)探索新技術的同(tóng)時，對電磁流量計(ji)的正确程度和穩(wen)定性也提出了更(geng)高的要求。能夠影(ying)響電🤟磁流量計精(jing)度的因素有很多(duō)，但😘隻要明确了主(zhu)要的幹擾因素，就(jiù)能夠有👄針對性地(di)利用軟硬件技術(shu)來降低幹擾因素(su)對測量✍️精度的影(yǐng)響✉️，有效提升🐆電磁(cí)流量計工作的可(kě)靠性。
1基本原理介(jiè)紹
　　電磁流量計是(shi)以法拉第電磁感(gan)應定律爲理論基(ji)礎而制造的一種(zhǒng)流量計。電磁流量(liang)計在工作時由磁(ci)路系統産生直流(liú)或交流磁場，用以(yi)提供測量所需的(de)磁場環境，當被測(ce)液體在導管中通(tōng)過磁場區域時，會(huì)做切割磁力🥰線運(yun)動，此時就可以🔴通(tōng)過電極傳感器将(jiang)導管内的流量轉(zhuan)換成爲感⛱️應電勢(shì)信号，并将信号傳(chuan)遞☀️給轉換器。轉換(huan)器将獲取的各種(zhong)不同的流量信号(hao)進行分析、對比和(he)放大，最終轉換成(cheng)爲标準的信号輸(shu)出給積算儀，積算(suan)儀通📧過對信号的(de)處理，将測得的流(liu)量在儀表上顯示(shi)，并對測量結果進(jìn)行一定的記🍉錄，其(qi)基礎工作流程如(rú)⭐圖1所示。

2電(diàn)磁流量計精度影(yǐng)響因素分析
　　電磁(cí)流量計的幹擾信(xìn)号有很多，這些幹(gàn)擾信号會💜和實際(jì)的流量信号相混(hun)合，産生一種十分(fen)複雜的數據處理(li)情況。因此，要提高(gāo)電磁流量計對液(ye)體的測量精度，就(jiu)必♍須對這些幹擾(rǎo)信号産生的原因(yin)進🈚行分析與總結(jié)，以便有針對性地(dì)采取抗幹擾措施(shī)☎️，電磁流量計🈲的常(cháng)見影響因素如下(xia)。
2.1正交幹擾
　　電磁流(liu)量計的磁路系統(tong)包含有兩個勵磁(cí)線圈，而導管内的(de)液體與傳感器電(diàn)極及轉換器結構(gòu)組成😄了一個閉合(he)的回路，如圖2所示(shì)。理論情況下，磁力(li)線(圖中B)應與閉合(hé)回路相平行，但是(shì)由于♈裝配過程中(zhong)的誤差，導緻磁力(lì)線♌不可能完全平(píng)行于♉這一閉合回(huí)路，出現部🔴分磁力(lì)線成📐一定角度穿(chuan)過回路的現象，這(zhe)引起了即使沒有(you)液體流動的情況(kuàng)下，傳♍感器的電極(jí)上也會産生感應(yīng)🤟電動勢，就形成了(le)正交幹擾的基本(ben)形式。
　　當磁力線圈(quan)中的電流發生變(bian)化時，由于傳感器(qì)電極的作用，在磁(ci)場發生轉變的過(guò)程中，兩個電極所(suǒ)🤟形成的閉合回☀️路(lù)會産生相反的感(gan)應電壓，當磁場再(zai)次發生變化時，傳(chuán)感器的電磁回路(lu)又會再次産生相(xiang)反的感應電壓。由(you)于磁力♻️線圈磁場(chǎng)的變化總是由一(yī)個穩定狀态向另(lìng)🙇🏻一個穩定狀态進(jìn)行轉變，再由此狀(zhuàng)态轉變爲原狀态(tai)，因此，所引起的電(dian)極反🐉向感應電🛀壓(ya)也具有相似的特(tè)質，說🔴明正交幹擾(rao)的産🚩生隻與磁力(li)線圈✔️的磁場變化(huà)有關，與🔞實際被測(ce)的液體流量無關(guān)。因此，磁力線👨‍❤️‍👨圈的(de)勵磁頻率是正🌈交(jiao)幹擾強弱的主要(yào)影響因素。
2.2同相幹(gan)擾
　　在電磁流量傳(chuan)感器中，部分主磁(cí)通會在流體内部(bu)形🌈成正交幹擾的(de)閉合渦電流，由于(yu)交變電流的産⚽生(shēng)會導緻出現交變(bian)磁場🌍，而引起與之(zhi)正交相連的二次(cì)磁通産生，同時因(yīn)🔴二次磁通的影響(xiǎng)，又會引起與二次(cì)磁🐕通正交相連的(de)渦電流産生，這就(jiù)是同向☔幹擾産生(sheng)的主要原因。
　　下式(shi)是由正交幹擾公(gong)式經過微分得到(dào)的同向幹擾公式(shi)，通過🌐公示可知，同(tóng)相幹擾與流量信(xìn)号相位相同，大小(xiao)💚與流量無關，因🏒此(cǐ)很難将同向幹擾(rǎo)産生的信号與流(liú)量🔞信号進行分離(lí)，隻能通‼️過減少磁(ci)路系統的勵🔆磁頻(pin)率來降低同向幹(gan)擾信号😍的影響。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式(shi)中:er爲同相幹擾電(dian)壓;f爲爲勵磁頻率(lǜ);ω和t爲常量
2.3串模幹(gàn)擾與共模幹擾
　　串(chuan)模幹擾是在單端(duan)信号輸入的同時(shí)，還有多種幹擾信(xin)号與其疊加在一(yi)起成爲前置放大(dà)器的輸入信号。若(ruo)幹擾信号過大，容(rong)易導緻放大器飽(bǎo)和而無法正常工(gong)作。當🐪設備存在漏(lòu)磁問題時，也會在(zai)周圍形成很強♈的(de)交變磁場，從而會(huì)✂️引起串模幹擾的(de)形成。爲了降低串(chuàn)模幹擾産生的影(yǐng)響，現階段的流量(liàng)傳感器通常将☂️“零(ling)阻值”的被測流體(tǐ)作爲轉換放大器(qi)的接地端，而傳感(gan)器的兩個電極作(zuò)爲放大器的輸📧入(ru)端，這就很好的抑(yì)制了幅度相等和(hé)極性相同的串模(mo)幹擾。共模幹擾主(zhǔ)要是由于靜電幹(gàn)擾引起的，一般情(qing)況下，共模幹擾✏️不(bú)會直接影響測量(liàng)的結果，但是若轉(zhuǎn)換放大器的輸入(rù)參數存在不對稱(cheng)問題時，共模幹擾(rǎo)就會轉變⚽爲串模(mó)幹擾來影響最終(zhong)的測量結果，将電(diàn)解質與金屬材料(liao)圈🏃🏻‍♂️和電極進行屏(ping)蔽能夠有效🧑🏽‍🤝‍🧑🏻地降(jiang)低共模幹擾的影(ying)響。
2.4直流幹擾
　　在被(bei)測液體與電極和(he)接液部件接觸過(guo)程中，電解質中的(de)正負離子會分别(bie)作定向運動，這會(huì)使被測液體⚽在電(diàn)👌極和接液部件之(zhī)間形成電位差，通(tong)常将這種現象稱(cheng)爲極化現♊象。如圖(tú)3所示，理論上來說(shuō)，兩電極A和B對♍接液(ye)部件的電位e1、e2大小(xiao)相等、方向相反，此(ci)時兩電極的電位(wèi)差等于零。但是，若(ruo)兩電極的材質🚶‍♀️或(huo)表面狀态存🏃‍♂️在差(chà)異，此時A、B電極之間(jiān)的電位✌️差就不爲(wèi)零，這就形成㊙️了極(jí)化電壓，極化電壓(ya)與共模狀态的電(dian)壓e3一起疊加在流(liú)量信号中，被輸‼️入(rù)轉換器🏃的差動放(fàng)大器。當極化電壓(ya)過大，則會對差動(dòng)放大🧑🏾‍🤝‍🧑🏼器的輸入端(duān)造成👈較大影響，導(dǎo)緻信号無法放大(dà)或流量信号的輸(shu)出波動過大，從而(er)降低了電磁流量(liàng)計的測量精度。

3電磁流(liu)量計的抗幹擾方(fang)式
　　由于電磁流量(liàng)計測量精度的幹(gan)擾因素很多，且電(dian)磁流量♊計的工作(zuo)條件通常也比較(jiào)惡劣，電磁流量計(jì)的測量🌂準确程度(du)除受到系統内部(bu)産生的信号幹擾(rǎo)外，還會不可避免(mian)的受到多種環境(jing)因素的影響，電磁(cí)流量計測量的誤(wu)差，會給生産帶來(lái)重大的經濟損失(shi)。因💚此，提升流量👄計(jì)的可靠性與測量(liang)精度🏃🏻，減少幹擾對(dui)測量值的影響程(cheng)度，是電磁流量計(jì)發展必須要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻做的(de)工作。
3.1硬件抗幹擾(rao)技術
(1)電源端所産(chǎn)生的幹擾是電子(zǐ)産品較爲常見的(de)精度幹😄擾因素，由(yóu)于這種幹擾無法(fǎ)完全被去除，隻能(néng)通過減小幹擾脈(mò)沖的幅度來降低(di)其影響。在實際✍️工(gōng)作中常采用在交(jiao)流🔴進線端串接入(ru)低通LC濾波器的方(fang)式來實現，這種方(fāng)法在實際的工作(zuò)中産生了顯著地(di)效果。
(2)傳輸電纜所(suǒ)産生的雜散電磁(cí)場會通過感應和(hé)輻射的🈲方式進入(ru)信道而産生幹擾(rǎo)，利用雙芯屏蔽電(diàn)纜能夠實現較長(zhǎng)線路傳輸的抗幹(gàn)擾功能。對于環境(jing)更爲惡劣的💁情況(kuàng)，爲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼提高抗幹擾能(neng)力，可采用光電隔(gé)離方‼️式将系統控(kòng)制部分與I/O口部分(fèn)分開，并采用雙電(dian)源供電來降低幹(gan)擾産生的精度影(ying)響。
(3)除了有針對性(xing)的抵抗幹擾之外(wài)，還可以采取增加(jia)硬件的方式提升(shēng)系統的整體抗幹(gan)擾能力。例如:選擇(ze)和使用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻抗幹擾能(neng)✍️力強的單片機;使(shǐ)用硬件看門狗電(dian)路;使用電壓檢測(cè)電路;盡可能使用(yong)單片機的内部程(chéng)序存儲器和内部(bù)數據存儲器等。
3.2軟(ruan)件抗幹擾技術
(1)通(tong)過在系統程序的(de)關鍵位置插入部(bù)分單字節指🥵令或(huò)将單字節指令進(jìn)行重寫，從而達到(dao)恢複“跑飛”程序的(de)目✉️的，這🎯種方法稱(cheng)之爲指令冗餘。指(zhi)令冗餘的主要方(fāng)法包括以下🏒兩點(dian):一☔是在雙🛀字節指(zhǐ)令和3字節指令👈之(zhi)後插入兩個單字(zì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻節NOP指令，以保證其(qí)後的指令不被😍拆(chai)散。二是對于程序(xù)流向🌈起決定作用(yòng)的指令和某些對(dui)系統工作狀态有(yǒu)重要作用的指令(ling)的後面，可重複寫(xie)上這些指令，以确(què)保這些指令的正(zheng)确執行。
(2)若“跑飛”程(chéng)序進入非程序區(qu)或者表格區時，指(zhǐ)令冗餘✏️則無法起(qi)到抗幹擾的目的(de)，此時可采用設置(zhi)軟件陷阱對“跑飛(fei)☔”程序進行攔截，軟(ruan)件陷阱能将“跑飛(fēi)”程序引向某一🙇‍♀️位(wei)置，再通過編制的(de)程序對“跑飛”程序(xu)進行恢複。
(3)某些程(chéng)序被幹擾後容易(yì)陷入死循環模式(shi)，通過程序🌂監視技(ji)術，能夠及時發現(xiàn)運行超時的程序(xu)，并采用相應的🐉方(fang)式使程序複位，保(bao)證程序的正常運(yùn)行。
4結語
　　總之，在保(bao)證電磁流量計基(jī)本使用功能的前(qian)提下，通過🐅對現階(jiē)段技術的影響因(yīn)素進行分析，就能(néng)夠㊙️有針對性地降(jiàng)低幹擾對測量結(jié)果産生的影響，從(cóng)💋而保證電磁流量(liàng)計工作過程的可(ke)靠性，避免因測量(liang)不準确而導緻的(de)經濟損失和事故(gù)發生。

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