1.引言
近年以來(lái)，随着流量計量(liàng)行業的發展，
電(dian)磁流量計
以其(qí)無可動部件、無(wú)壓力損失、測量(liàng)量程範圍寬等(deng)優點應🚶♀️用于各(gè)種場合，而在使(shi)用過程中遇到(dao)的一個難題就(jiù)是如何提高
大(dà)口徑流量計
量(liang)的準确度。如果(guo)使用
管道式電(diàn)磁流量計
測量(liàng)大口徑管道流(liu)量，則其體積大(dà)、加工成本高并(bing)且标❓定和安裝(zhuāng)維修都十分困(kun)難，給工程應用(yòng)帶來很多不便(biàn)。所以在這種情(qíng)況下，一般用插(chā)人式電磁流量(liang)計
代替管道式(shì)電磁流量計用(yòng)于測量大口徑(jing)管道的🚶流🐅量。但(dan)是插🌈入式電磁(cí)流量計會産生(sheng)非線性現象，影(ying)響測量的準确(què)性⭕。現在很多學(xue)者解決這個問(wèn)題多采用的是(shi)多段非線性補(bu)償方法，把整個(ge)量程範☀️圍裏面(mian)的流量分成多(duō)個流量段，再分(fèn)别🙇🏻求解出不同(tong)階段的流⛹🏻♀️量系(xì)數，從而可以得(dé)出各段的流量(liang)值。但是這種方(fang)法使用起來比(bǐ)較複雜，且精度(dù)也受到了限制(zhì)。所以本文從電(dian)磁流量計自身(shen)結構出發，找出(chū)産生非線性現(xian)象的原因，從源(yuan)頭上⭐找⛹🏻♀️出提高(gao)插入式電磁🔴流(liú)量計線性度的(de)方法。
2.插入式電(dian)磁流量計工作(zuò)原理
插入式電(dian)磁流量計測量(liàng)原理是基于法(fa)拉第電磁感應(yīng)定律👣E=BLv
其中，E爲兩(liang)電極之間産生(sheng)的感應電動勢(shi)，B爲磁感應強度(dù)，L爲切割磁感線(xiàn)的有效長度，爲(wei)平均流速，流質(zhì)爲導電介質，原(yuán)理圖如圖1所示(shì)。并且(1)式經變換(huan)可表示爲
當B和都(dou)爲常數時，隻要(yao)測得感應電動(dong)勢E就可以得到(dào)😄平🈲均流速，因被(bèi)測管道的橫截(jié)面積已知，這樣(yàng)就可以📐很容易(yi)求得某導電流(liu)質的體積流量(liàng)
其中，D爲被測管(guǎn)道内徑，Q爲體積(ji)流量。
由(3)式可知(zhi)，當插入管道結(jie)構一定時，體積(ji)流量P與比🚶♀️值😄E／B成(cheng)正🐅比🙇♀️，而與流體(tǐ)的溫度、密度、管(guǎn)内壓力等無關(guan)。
當磁感應強度(du)B爲常數時，體積(jī)流量Q與感應電(dian)動勢🌈E成正⭐比，即(ji)體🆚積流量與感(gan)應電動勢之間(jian)是完全呈線性(xìng)關系❌的。
3.傳感器(qì)線性度評定
線(xiàn)性度是傳感器(qi)的主要靜态性(xìng)能指标之一，其(qí)定義爲測試系(xi)📱統的輸出和輸(shū)入系統能否像(xiang)理想系統那樣(yàng)保持正✨常值比(bǐ)例🤟關系(線性關(guan)系)的一種度量(liàng)。線性度反應了(le)校準🔞曲線與某(mou)一規⭐定直線一(yī)緻的程度，此規(guī)定直線即爲按(an)一定方法确定(ding)的理想🈲直線。線(xian)性度又稱爲非(fēi)線性度，參考GB／T18459—2001《傳(chuan)感器主要靜❄️态(tài)性能指标計算(suan)方法》中的線性(xìng)度定
義：正、反行(háng)程實際平均特(tè)性曲線相對于(yu)參比直線(拟合(hé)直線)的最大偏(piān)差，用滿量程輸(shū)出的百分比來(lai)表示🚩。這一指标(biao)通常以線性誤(wù)差表示
其中，△max爲(wèi)最大殘差，Y爲理(li)論滿量程輸出(chu)。本文采用最小(xiao)二乘法進行線(xiàn)性度評定，即拟(ni)合直線爲最小(xiǎo)二乘直✊線。最小(xiao)二🔴乘直🏒線保證(zhèng)了傳感器實際(jì)輸出的平均值(zhí)對它的⭐偏差的(de)平方和爲最小(xiao)，即可以保證拟(ni)合直線♻️得到的(de)結果與實測結(jie)果之間的偏差(chà)很小，更具可靠(kao)性。根據定義，線(xiàn)性度即是校準(zhǔn)曲線對☀️這條最(zuì)小二♉乘拟合直(zhí)線的偏離程度(du)。
4插入式電磁流(liú)量計非線性現(xian)象成因
插入式(shi)電磁流量計使(shi)用時在被測管(guǎn)道合适位置處(chu)打✨孔插入以測(ce)量導電流體流(liu)量，并且可以在(zài)不👈斷流的情況(kuang)下取出進行❤️清(qīng)洗和維修，操作(zuo)十分方便。但是(shì)插入管道的探(tàn)頭對于管道流(liu)場來說，相當于(yu)引入了一個阻(zǔ)流器件，流體對(dui)此探頭進行繞(rào)流🌈運動，如圖2所(suo)示。
其(qi)中，△max爲最大殘差(chà)，Y爲理論滿量程(cheng)輸出。本文采用(yong)最小二乘法進(jìn)行線性度評定(dìng)，即拟合直線爲(wei)最小二乘直線(xian)。最小二乘直線(xiàn)保💯證了傳感器(qi)實際輸出的平(ping)均值對它的偏(piān)差的🚶平方和爲(wei)最小，即可以保(bǎo)證❗拟合直線得(dé)到的結果與實(shí)測結果之間的(de)偏差很小，更具(jù)可靠性。根據定(ding)義，線性度即是(shì)校準曲線對這(zhè)條最小二乘拟(ni)合直線的偏離(lí)程度。