摘要(yao):電磁流量(liang)計在我國(guo)工業、制造(zao)業及其他(ta)行業的應(ying)用十分廣(guang)泛，在液體(ti)流量測量(liang)方面起到(dao)了不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻可替(ti)代的重要(yao)作用。由于(yu)💜流量計測(ce)量的正确(que)程度直接(jie)影響到了(le)🚶‍♀️生産質量(liang)，測量誤差(cha)可能會對(dui)生産過程(cheng)造成巨大(da)的經濟損(sun)失，因🔆此，通(tong)過研究電(dian)磁流💯量計(ji)精度的影(ying)響因素，分(fen)析提升測(ce)量精度的(de)方法和測(ce)量過程中(zhong)的抗幹擾(rao)能力具有(you)十分重要(yao)的意義。
　　随(sui)着我國科(ke)學技術和(he)經濟的不(bu)斷發展與(yu)進步，電磁(ci)流㊙️量計在(zai)😍我國的工(gong)業、技術檢(jian)測和管理(li)等很多領(ling)域🙇🏻得到💛了(le)廣泛的♻️使(shi)用，電磁流(liu)量計具有(you)良好的耐(nai)腐蝕性，并(bing)具備可靠(kao)性高、适應(ying)性強的特(te)點。近年來(lai)，各個領域(yu)在不斷探(tan)索新技術(shu)的同時，對(dui)電磁流🛀量(liang)計的正确(que)🌈程度和穩(wen)定性也提(ti)出了更高(gao)的要求。能(neng)夠影響電(dian)磁流量計(ji)精度的因(yin)素有很多(duo)，但隻要💃🏻明(ming)确了主要(yao)的幹擾因(yin)素，就能夠(gou)有針對性(xing)地利用軟(ruan)硬件技術(shu)來降低幹(gan)擾因素對(dui)測量精度(du)的影響，有(you)效提升電(dian)磁流量計(ji)工作的可(ke)靠性。
1基本(ben)原理介紹(shao)
　　電磁流量(liang)計是以法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)爲理論基(ji)礎而制造(zao)的一種流(liu)量計。電磁(ci)流量計在(zai)工作時由(you)磁路系統(tong)産生直流(liu)或交流磁(ci)場，用以提(ti)供測量所(suo)需的磁場(chang)環境，當被(bei)測💯液體在(zai)導管中通(tong)過磁場區(qu)域時，會做(zuo)⛹🏻‍♀️切割磁力(li)線運動，此(ci)時就可以(yi)通過電極(ji)傳感器将(jiang)導⛱️管内的(de)流量轉換(huan)成爲感應(ying)電勢信号(hao)🌈，并将信号(hao)傳遞給轉(zhuan)換器。轉換(huan)🔞器将獲取(qu)的各⛷️種不(bu)同的流量(liang)🌈信号進行(hang)分析🎯、對比(bi)和放大，最(zui)終轉換成(cheng)😄爲🍓标準的(de)信号輸出(chu)給積算儀(yi)，積算儀☂️通(tong)過對信号(hao)的處理，将(jiang)測得的流(liu)量在儀表(biao)上顯示，并(bing)對測量結(jie)果進行一(yi)定的記錄(lu)，其基✌️礎工(gong)作流程如(ru)圖1所示。

2電磁流(liu)量計精度(du)影響因素(su)分析
　　電磁(ci)流量計的(de)幹擾信号(hao)有很多，這(zhe)些幹擾信(xin)号會💘和實(shi)⭕際的流量(liang)信号相混(hun)合，産生一(yi)種十分複(fu)雜的數據(ju)處理情況(kuang)。因此，要提(ti)高電磁流(liu)量計對液(ye)體的測量(liang)精度，就必(bi)須對這些(xie)幹擾信号(hao)産🆚生的原(yuan)因進行分(fen)析與總結(jie)，以便有針(zhen)對性地采(cai)取抗幹擾(rao)措施，電磁(ci)流量計的(de)常見影響(xiang)因素如下(xia)。
2.1正交幹擾(rao)
　　電磁流量(liang)計的磁路(lu)系統包含(han)有兩個勵(li)磁線圈，而(er)導管内的(de)液🌈體與傳(chuan)感器電極(ji)及轉換器(qi)結構組成(cheng)了一個閉(bi)合的回路(lu)🏃🏻，如圖2所示(shi)。理論情況(kuang)下，磁力線(xian)(圖中B)應與(yu)閉合回路(lu)相平行，但(dan)是由于裝(zhuang)配過程中(zhong)的誤差，導(dao)緻磁力線(xian)不可能完(wan)🔆全平行于(yu)這一閉合(he)回路，出現(xian)部🐅分磁力(li)線成一定(ding)角度穿過(guo)回路的現(xian)象，這引起(qi)了即使沒(mei)有液體流(liu)動的情況(kuang)下，傳感器(qi)的電極上(shang)也會産生(sheng)感應電動(dong)勢，就形成(cheng)了正交幹(gan)擾的基本(ben)形式。
　　當磁(ci)力線圈中(zhong)的電流發(fa)生變化時(shi)，由于傳感(gan)器電極的(de)作用，在😍磁(ci)場發生轉(zhuan)變的過程(cheng)中，兩個電(dian)極所形成(cheng)✌️的閉⛹🏻‍♀️合回(hui)路會産生(sheng)相反的感(gan)應電壓，當(dang)磁場再次(ci)發生變化(hua)時，傳感器(qi)的電🔞磁回(hui)路又會再(zai)次産❓生相(xiang)反的感應(ying)電壓🐅。由于(yu)磁力線圈(quan)磁場的變(bian)化總❓是由(you)一個穩🔴定(ding)狀态向另(ling)一個穩定(ding)狀态進行(hang)轉變📧，再由(you)此狀态轉(zhuan)變爲原狀(zhuang)态，因此，所(suo)引起的電(dian)極反向感(gan)應電壓也(ye)具有相似(si)的特質，說(shuo)明正交幹(gan)擾的産生(sheng)隻與磁力(li)線圈的磁(ci)場變化有(you)關，與實際(ji)被測的液(ye)體流量無(wu)關。因此，磁(ci)力線圈的(de)勵磁頻率(lü)是正交幹(gan)擾強弱的(de)主要影響(xiang)因素。
2.2同相(xiang)幹擾
　　在電(dian)磁流量傳(chuan)感器中，部(bu)分主磁通(tong)會在流體(ti)内部形成(cheng)正交幹🐪擾(rao)的閉合渦(wo)電流，由于(yu)交變電流(liu)的産生會(hui)導緻出現(xian)🏃🏻‍♂️交變磁場(chang)👅，而引起與(yu)之正交相(xiang)連的二次(ci)磁通産生(sheng)🔴，同時因二(er)次磁通的(de)影響，又會(hui)引起與二(er)次磁通正(zheng)交相連的(de)渦電❓流産(chan)生，這就是(shi)同向幹擾(rao)産生的主(zhu)要原因。
　　下(xia)式是由正(zheng)交幹擾公(gong)式經過微(wei)分得到的(de)同向幹擾(rao)公式，通📧過(guo)🌈公示可知(zhi)，同相幹擾(rao)與流量信(xin)号相位🔞相(xiang)同🌏，大小與(yu)流量無關(guan)，因此很難(nan)将同向幹(gan)擾産生❌的(de)信号🈲與流(liu)量信号進(jin)行分離，隻(zhi)能通過減(jian)少磁路👣系(xi)統的勵磁(ci)頻率來降(jiang)低同向幹(gan)擾信号📱的(de)影響。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式中(zhong):er爲同相幹(gan)擾電壓;f爲(wei)爲勵磁頻(pin)率;ω和t爲常(chang)量
2.3串模幹(gan)擾與共模(mo)幹擾
　　串模(mo)幹擾是在(zai)單端信号(hao)輸入的同(tong)時，還有多(duo)種幹擾信(xin)号與其疊(die)加在一起(qi)成爲前置(zhi)放大器的(de)輸入信号(hao)。若幹💃🏻擾信(xin)号過大，容(rong)易導緻放(fang)大器飽和(he)而無法正(zheng)常工作。當(dang)設備存在(zai)漏磁問題(ti)時，也會在(zai)周圍形成(cheng)很強的交(jiao)變磁場，從(cong)而會引起(qi)串模幹擾(rao)的形成。爲(wei)了降低串(chuan)模幹擾産(chan)✔️生的影響(xiang)，現階段的(de)流量傳感(gan)器通常将(jiang)“零阻值”的(de)被測流體(ti)作爲轉換(huan)放大器的(de)接地🈲端，而(er)傳感器的(de)💜兩個電極(ji)作爲放大(da)器的輸入(ru)端，這就很(hen)好的抑制(zhi)了幅度相(xiang)等和極性(xing)相同的串(chuan)模幹擾。共(gong)模幹擾主(zhu)要是😍由于(yu)靜電幹擾(rao)引起🌈的，一(yi)般情況下(xia)，共模幹擾(rao)不會直接(jie)影響測量(liang)的結果，但(dan)是若轉換(huan)放大器的(de)輸🛀入參數(shu)存在不對(dui)稱問⛷️題時(shi)，共模幹擾(rao)就會轉變(bian)爲串模幹(gan)擾來影響(xiang)最終的測(ce)量結果，将(jiang)電解質與(yu)金屬材料(liao)圈和電極(ji)進行屏蔽(bi)能夠有效(xiao)地降低共(gong)模幹擾的(de)影響。
2.4直流(liu)幹擾
　　在被(bei)測液體與(yu)電極和接(jie)液部件接(jie)觸過程中(zhong)，電解質中(zhong)的正負離(li)子會分别(bie)作定向運(yun)動，這會使(shi)被測液體(ti)⛷️在電🌈極和(he)㊙️接液部件(jian)之間形成(cheng)電位差，通(tong)常将這種(zhong)現象稱爲(wei)極化現象(xiang)。如圖3所示(shi)，理🙇🏻論上來(lai)說，兩💘電極(ji)A和B對😍接液(ye)部件的電(dian)位e1、e2大小相(xiang)等、方向相(xiang)反，此時兩(liang)電極的電(dian)位差等于(yu)零。但是，若(ruo)兩🤞電極的(de)材質或表(biao)面狀态存(cun)在差異，此(ci)時A、B電極之(zhi)間的電位(wei)差就不爲(wei)零，這就形(xing)成了極化(hua)電壓，極化(hua)🐉電壓與共(gong)模狀🔞态的(de)電壓e3一起(qi)疊加在流(liu)量信号中(zhong)，被輸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼入轉(zhuan)換器的差(cha)動放大器(qi)。當極化電(dian)壓過大，則(ze)會對差動(dong)放大器的(de)輸入端造(zao)成📱較大影(ying)響，導緻信(xin)号無法放(fang)大或⛹🏻‍♀️流量(liang)信号的輸(shu)出波動過(guo)大，從而降(jiang)低了電磁(ci)流量計的(de)測量精度(du)。

3電磁流量(liang)計的抗幹(gan)擾方式
　　由(you)于電磁流(liu)量計測量(liang)精度的幹(gan)擾因素很(hen)多，且電磁(ci)流⁉️量計的(de)工作條件(jian)通常也比(bi)較惡劣，電(dian)磁流量計(ji)的💰測量準(zhun)确🔞程度除(chu)受到系統(tong)内部産生(sheng)的信号幹(gan)擾外，還會(hui)不可避免(mian)的受到🈚多(duo)種環境因(yin)素的影響(xiang)，電磁流⛹🏻‍♀️量(liang)計測量的(de)誤差，會給(gei)生産帶來(lai)重大的經(jing)濟損失。因(yin)👈此，提升流(liu)量計的可(ke)靠性🧡與測(ce)量精度，減(jian)少幹擾對(dui)測量值的(de)影響程度(du)，是電磁流(liu)量👌計發展(zhan)必須要做(zuo)的工作。
3.1硬(ying)件抗幹擾(rao)技術
(1)電源(yuan)端所産生(sheng)的幹擾是(shi)電子産品(pin)較爲常見(jian)的精度幹(gan)擾因素，由(you)于這種幹(gan)擾無法完(wan)全被去除(chu)，隻能🐆通過(guo)💘減小💋幹擾(rao)脈沖的幅(fu)度來降低(di)其影響。在(zai)實際工作(zuo)中常采用(yong)在交流進(jin)線端串接(jie)入低通LC濾(lü)波器的方(fang)式來實現(xian)，這種💋方法(fa)在實際的(de)工作中産(chan)生了顯著(zhe)地效果。
(2)傳(chuan)輸電纜所(suo)産生的雜(za)散電磁場(chang)會通過感(gan)應和輻射(she)的方式進(jin)入信道而(er)産生幹擾(rao)，利用雙芯(xin)屏蔽電纜(lan)能夠實現(xian)較長線路(lu)傳輸的抗(kang)幹擾功能(neng)。對于環🔞境(jing)更爲惡劣(lie)的情況，爲(wei)提高抗幹(gan)擾能力，可(ke)采用光👅電(dian)隔離方式(shi)将系統控(kong)制部分與(yu)I/O口部分⁉️分(fen)開，并采用(yong)雙電源供(gong)電來降低(di)幹🥰擾産生(sheng)的精度影(ying)響。
(3)除了有(you)針對性的(de)抵抗幹擾(rao)之外，還可(ke)以采取增(zeng)加☂️硬件的(de)方式提升(sheng)系統的整(zheng)體抗幹擾(rao)能力。例如(ru):選擇和使(shi)用抗幹擾(rao)能㊙️力強的(de)單片機;使(shi)用硬件看(kan)門狗電路(lu);使用電壓(ya)檢測電路(lu);盡⛹🏻‍♀️可能使(shi)用單片機(ji)的内部程(cheng)序存儲器(qi)和内部數(shu)據存儲器(qi)等。
3.2軟件抗(kang)幹擾技術(shu)
(1)通過在系(xi)統程序的(de)關鍵位置(zhi)插入部分(fen)單字節指(zhi)令或将單(dan)字節指令(ling)進行重寫(xie)，從而達到(dao)恢複“跑飛(fei)”程序的目(mu)的，這種方(fang)🔞法稱之爲(wei)指令冗餘(yu)。指令冗餘(yu)的主要方(fang)法包括以(yi)下兩點:一(yi)是在雙字(zi)節指令和(he)🔴3字節指令(ling)之後插入(ru)兩個單字(zi)節NOP指令，以(yi)⛷️保證其後(hou)的指令不(bu)被‼️拆散。二(er)是對于程(cheng)序流向起(qi)決定作用(yong)的指令和(he)某🐪些對系(xi)統工作狀(zhuang)态有重要(yao)作用的指(zhi)令的後面(mian)，可重複寫(xie)上這些指(zhi)令，以确保(bao)這些指令(ling)的正确執(zhi)行。
(2)若“跑飛(fei)”程序進入(ru)非程序區(qu)或者表格(ge)區時，指令(ling)冗餘則無(wu)法起到抗(kang)幹擾的目(mu)的，此時可(ke)采用設置(zhi)軟件陷🈲阱(jing)對“跑飛♉”程(cheng)序進行攔(lan)截，軟件陷(xian)阱能将“跑(pao)飛”程序引(yin)向某一🈲位(wei)置，再通過(guo)編制的程(cheng)序對“跑飛(fei)”程序進行(hang)恢複。
(3)某些(xie)程序被幹(gan)擾後容易(yi)陷入死循(xun)環模式，通(tong)過程序📧監(jian)視‼️技📞術，能(neng)夠及時發(fa)現運行超(chao)時的程序(xu)，并采用相(xiang)應的方式(shi)使程序複(fu)位，保證程(cheng)序的正常(chang)運行。
4結語(yu)
　　總之，在保(bao)證電磁流(liu)量計基本(ben)使用功能(neng)的前提下(xia)🍉，通過對現(xian)階段技術(shu)的影響因(yin)素進行分(fen)析，就能夠(gou)有針♌對性(xing)地降低幹(gan)擾對測量(liang)結果産生(sheng)的影響，從(cong)而保證❗電(dian)磁流量計(ji)工作過程(cheng)⭕的可靠性(xing)，避免因測(ce)量不準确(que)而導緻的(de)經濟損失(shi)和事故發(fa)生。

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