摘要(yao):一種電磁(ci)流量轉換(huàn)器 信号處(chù)理方案使(shǐ)用24比特低(di)噪聲模數(shu)轉換器，使(shi)得模拟♍信(xìn)号處理電(diàn)路被簡化(hua)爲僅一級(ji)直流耦合(he)儀表放大(dà)器。該方法(fa)能夠顯著(zhe)改進業界(jiè)常用的交(jiāo)流信号耦(ǒu)合電路難(nán)以克服的(de)共模抑制(zhi)比損失,在(zài)具有信号(hao)輸😍人阻抗(kang)的㊙️同時可(ke)以保持足(zú)夠低的電(diàn)路🐪噪聲，改(gǎi)善最小流(liú)速分辨率(lü)。電路能夠(gou)接受:傳感(gǎn)器電極之(zhī)間450mV的直流(liú)差模電壓(yā)，有✏️極寬的(de)輸人動态(tài)範圍和極(ji)佳的線性(xing)。原理樣機(ji)通過水流(liú)标定試驗(yàn)在0.5~5 m/s流速範(fan)圍内達到(dao)±0.2%讀♋數正确(que)率。
0引言
　　電(dian)磁流量計(jì) 因其口徑(jìng)範圍寬，量(liang)程大，精度(dù)高，無壓力(lì)損失，可靠(kao)性高等💞優(yōu)💔點，在工業(yè)領域得到(dao)廣泛應用(yong)”。電磁流量(liàng)計的工作(zuò)原理是法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)。導電流體(ti)流過傳🏃🏻感(gǎn)器工作磁(cí)場時，在測(ce)㊙️量管壁與(yǔ)流動方向(xiàng)和磁場方(fāng)向相互垂(chui)直的一對(dui)電極間，産(chan)生與流速(sù)成比例的(de)電動勢。電(diàn)動勢的大(da)小可表示(shì)爲E =kBDʋ,式中，E爲(wei)🈚感應信号(hào)電勢; k爲常(chang)數; B爲磁感(gan)應強度; D爲(wèi)測量🤩管内(nei)🛀🏻徑;ʋ爲測量(liàng)管内電極(ji)斷面軸線(xian)方向♊平均(jun)流速。電磁(ci)流量計由(yóu)電磁流量(liàng)傳感器和(hé)電磁流量(liàng)轉換器組(zǔ)成。電磁流(liú)量傳感器(qì)的輸出是(shì)疊加在共(gòng)模信号上(shàng)的極微弱(ruò)的有用信(xin)号，通常是(shì)微伏到毫(háo)伏幅值信(xin)号在幾百(bai)毫伏到一(yī)、兩伏的💔共(gong)模信号之(zhī)上。傳感器(qi)内阻可能(néng)從十幾歐(ou)姆到幾十(shi)兆歐姆凹(āo)。從而要求(qiú)轉換器的(de)信号處理(li)電路具有(you)高共模抑(yì)制比，低噪(zào)聲，高輸人(ren)阻抗的特(tè)👌性。目前業(yè)界常用工(gōng)頻偶數👨‍❤️‍👨分(fèn)之-一倍的(de)低頻方波(bō)勵磁的傳(chuan)感器激勵(lì)方式"，要求(qiu)電磁流量(liàng)轉換器能(neng)夠處理傳(chuan)感器輸出(chu)🌈的脈動交(jiao)流信号。交(jiao)流信号耦(ou)合是電磁(cí)流量轉換(huan)器信号放(fàng)大電路最(zui)常用的信(xìn)号耦合方(fāng)式。
1常見的(de)信号放大(dà)電路設計(ji)及其優缺(quē)點
　　現代工(gōng)業電磁流(liu)量計從20世(shì)紀50年代産(chan)品問世以(yǐ)來🌐随着電(dian)⛱️子技術和(he)計算機技(jì)術的發展(zhan)逐漸成熟(shu)完♌善和🐇智(zhì)能化，智能(neng)化的重要(yào)标志是微(wei)處理器的(de)使用。電磁(cí)流量傳感(gan)器輸出的(de)高📱内阻、高(gao)🌈共模且微(wēi)弱的有用(yòng)信号不能(néng)被🐆微處理(li)器直接接(jiē)受🔆,需要模(mó)數🆚轉換器(qì)首先🏃對傳(chuán)感器輸出(chū)的模拟信(xin)🔞号進行數(shu)字化。直到(dào)21世紀初之(zhī)前工業用(yòng)途的分辨(bian)率高、低噪(zào)聲模數轉(zhuǎn)換器仍是(shì)稀少和🏃🏻‍♂️昂(áng)貴的商品(pǐn)，所以傳感(gǎn)器🧑🏽‍🤝‍🧑🏻信号必(bi)需被放大(da)數百至上(shàng)千倍後再(zai)數字化，從(cong)而可以使(shǐ)用成本較(jiào)低同時分(fèn)辨率也較(jiao)低的模數(shù)轉♉換器。從(cong)20世紀的工(gōng)業電磁流(liú)量計産品(pin)進化來的(de)、目📐前仍然(rán)很常見的(de)信号處理(lǐ)電路通常(cháng)包括前置(zhi)放‼️大，後級(jí)放大，帶通(tong)濾波,采🆚樣(yàng)保‼️持,模數(shù)轉換等。如(ru)圖1所示:微(wei)伏級的信(xin)号被前置(zhi)放大器放(fang)大約十倍(bèi)後交流耦(ou)合至後級(ji);接着使用(yòng)帶通濾波(bo)器把信号(hào)進一步放(fang)大幾十倍(bei)近伏級。被(bèi)放大近伏(fu)級的信号(hao)經過微處(chu)理器控制(zhì)的采樣保(bǎo)持電路濾(lǜ)除尖峰，變(bian)成緩慢的(de)直流信号(hao)送入模數(shù)轉換器。該(gai)方法對模(mó)數🔞轉換器(qi)的性能要(yao)求不高，通(tong)常14~16比特的(de)分辨率💋和(hé)幾千赫茲(zi)的輸出數(shù)據率即可(kě)。它的優點(dian)是成熟穩(wen)定👄和被廣(guang)泛驗證，缺(que)點是放大(dà)電路級數(shu)較多、增☀️益(yì)倍💞數較高(gao)造成電路(lù)結構複雜(za)，容易振蕩(dàng)，線性損失(shi)，過長🌈的低(dī)通濾波時(shí)間常數會(hui)影響對流(liú)量階躍變(bian)化做出迅(xùn)速響應，另(ling)外在物料(liao)成本、功耗(hào)、電路尺寸(cun)、可靠性等(deng)方面也有(you)劣勢。
 
　　電磁(ci)流量傳感(gǎn)器的響應(yīng)通常爲150 μV/( m/s)到(dao)200μV/(m/s)，因爲調制(zhi)勵磁👣電流(liu)的🌈換✂️向，傳(chuan)感器的輸(shu)出信号幅(fú)值加倍。以(yǐ)150 μV/( m/s)(300 μV峰峰值)響(xiǎng)應爲例，對(dui)0.3~15 m/s流速⭕的量(liàng)程範圍，傳(chuán)感器輸出(chu)信号幅值(zhí)在90 μV峰峰值(zhi)到4.5 mV峰峰值(zhi)之間🛀。保證(zheng)流速信号(hao)被模數轉(zhuǎn)換器正确(que)分辨的最(zui)低要🔞求是(shì)出現在模(mó)數轉換器(qì)輸人端的(de)傳感器信(xìn)号幅值不(bú)得大于模(mó)數轉換器(qi)噪聲的一(yī)👈半。模數轉(zhuan)換器無噪(zào)聲分辨率(lü)的計算公(gōng)式如式(1)所(suǒ)示。瞬時流(liu)速對應的(de)傳感器信(xin)号幅👉值可(ke)被當作對(duì)模數轉換(huàn)器噪聲的(de)最低要求(qiu)。由表1可見(jian)前級放大(dà)電路增益(yi)越低對模(mó)數轉換器(qi)📱的無💛噪聲(sheng)分辨率指(zhi)标的要求(qiu)越高。這是(shi)20世紀後期(qi)數十🛀年裏(li)在缺少成(chéng)本可負擔(dan)、高分辨率(lǜ)的模數轉(zhuan)換器✂️的條(tiao)件下， 工業(yè)電磁流量(liàng)計 普遍使(shi)用幾百至(zhì)，上千倍增(zēng)益的多級(jí)放大電路(lù)的重要原(yuán)因。
 
　　電子進(jìn)步使得在(zai)本世紀初(chū)開始出現(xian)越來越多(duō)性價比更(geng)好🐪的低噪(zào)聲24比特模(mó)數轉換器(qì)産品。随之(zhi)出現的數(shu)字過采樣(yang)交流信号(hào)耦合放大(dà)是一種改(gai)進♍的電路(lù)結構。如💞圖(tú)2所示傳感(gan)器電極輸(shū)出信号使(shi)用電容耦(ou)合，在前置(zhi)放大級采(cǎi)用自舉電(dian)路提高輸(shu)人阻抗，真(zhen)差分⭕輸出(chu)到模數轉(zhuan)換器。省略(lue)模拟帶通(tong)放大、采樣(yang)保持等電(dian)路。較高速(sù)的模數轉(zhuan)換器對前(qián)置放大器(qì)的輸出做(zuo)過采樣。微(wēi)處理器在(zai)數字域内(nei)重建流速(su)信号波形(xíng)、同步解調(diao)交流信号(hao)、濾除尖峰(fēng)和噪聲，計(jì)算流速信(xìn)号。該電路(lù)與🔴前一-種(zhong)電路相比(bi)的優點是(shì):更少的元(yuán)件，更低🏃🏻的(de)價格，真差(cha)分信号的(de)抗幹擾，接(jie)受較寬的(de)輸人共模(mó)電壓範圍(wei)。
 
　　電磁流量(liàng)計的信号(hào)放大電路(lù)需要很高(gāo)輸人阻抗(kang)以🔅防止🧑🏾‍🤝‍🧑🏼傳(chuan)感器輸出(chū)過載帶來(lái)的信号幅(fu)度減小從(cong)而導緻測(ce)量精度和(hé)重複性的(de)損失。如圖(tú)3所示電磁(ci)流量計常(cháng)用自舉放(fang)大器在信(xin)⭐号輸人端(duān)串聯耦合(hé)電容同時(shí)又具有高(gāo)的輸人阻(zǔ)抗巴。圖3的(de)放大電路(lu)的輸入阻(zu)抗Rn可用式(shì)(2)計算門。放(fang)大電路🌂的(de)輸人阻抗(kàng)與外部電(diàn)阻、電容的(de)數值和勵(lì)磁頻率高(gāo)低有關甲(jia)。以最常用(yòng)的1/8工頻勵(lì)磁爲💛例如(ru)表2所示，需(xū)要使用十(shí)兆歐姆電(diàn)阻才能達(da)到上千兆(zhào)的輸人阻(zu)抗。
 
　　但是自(zì)舉放大器(qì)輸人級結(jié)構也存在(zài)缺點:交流(liú)耦合電容(rong)容值必需(xū)選擇至少(shǎo)在微法以(yi)上,容值且(qiě)匹㊙️配的電(dian)容網絡稀(xī)少⭐而貴。公(gōng)差通常是(shi)10%~20%很難達到(dao)1%的微法級(ji)的分立電(diàn)容器件會(hui)顯♉著降低(di)🏃🏻電路的共(gòng)模抑制比(bi)和引入交(jiāo)流信号的(de)相位偏差(chà)。爲達到109Ω直(zhi)流❌輸人阻(zu)抗,自舉放(fàng)大器電路(lù)需要用到(dào)10MΩ級的外部(bù)電🔆阻。這些(xie)電阻的不(bu)匹配會帶(dai)來共模抑(yì)制比的顯(xian)著👣下降,比(bi)如0.1%電阻公(gōng)差能達到(dao)66分貝共🙇🏻模(mo)抑制比，1%電(dian)阻公💚差隻(zhi)能達到34分(fèn)貝💋共模抑(yi)制比。電磁(ci)😘流量計放(fang)大電路要(yào)求大于100分(fen)貝的共模(mó)抑制比需(xū)要四個采(cai)用厚/薄膜(mo)技術具有(you)🆚0.01%或更佳💃的(de)絕對值及(jí)溫度系數(shù)匹🔴配的單(dān)襯底高阻(zǔ)值電阻網(wang)絡4價格十(shi)分昂貴且(qiě)難得。
 
2本文(wén)設計的直(zhí)流信 号放(fang)大電路
　　本(běn)文電磁流(liu)量轉換器(qi)信号處理(lǐ)電路如圖(tú)4所示。電磁(cí)流量傳🌐感(gǎn)器的一對(duì)電極輸出(chu)經過射頻(pín)濾波阻容(rong)網絡直流(liu)耦合至±5V供(gòng)電的AD8220結型(xing)場效應管(guǎn)輸入儀表(biǎo)放大器輸(shū)入端。AD8220的增(zēng)👌益設置爲(wèi)5倍,參考電(dian)平管腳連(lián)接到AD7172-2模數(shu)轉換器✊的(de)2.5 V内部基準(zhǔn)源輸出,把(ba)儀放輸💔出(chū)信号的電(dian)平擡高至(zhì)正極性。被(bei)AD8220調理後的(de)傳感器信(xìn)号直流耦(ou)合✏️至+5 V供電(diàn)的AD7172-2第0号輸(shu)人通道，AD7172-2的(de)2.5V内部基準(zhun)源輸出接(jie)第1号輸人(rén)通道,兩個(gè)通道組成(cheng)0~5 V僞差分輸(shu)人。AD7172-2 的輸出(chū)數據率設(she)爲31 250 Hz ,數字量(liàng)化後的樣(yàng)點送入🌏ADSP-BF504F數(shù)字信号🍉處(chù)理器進行(hang)🏃‍♂️同步解調(diào)數字濾波(bō)和流量💘計(jì)算、線性化(hua)補償、電流(liu)或脈沖輸(shu)出等處理(li)。該方案試(shi)圖吸取數(shu)字過采樣(yang)交流信号(hào)耦合的電(diàn)磁流量計(ji)信号放大(dà)電路優點(dian)的同時避(bi)免其共模(mo)抑制比損(sǔn)失的缺點(diǎn)。通過使用(yong)比傳統方(fang)案低一到(dào)二百倍的(de)模拟增益(yi)并🚶結合軟(ruan)件的方法(fa)解決直流(liu)耦合♌帶🏃🏻‍♂️來(lái)的信号飽(bǎo)和問題。因(yīn)爲放大✊器(qì)增益⚽隻有(you)5倍, ±5 V供電🏃的(de)AD8220的軌到軌(gui)電壓輸出(chu)範圍的上(shàng)限是4.8V,單🤩5V供(gong)電且集成(chéng)真軌到軌(guǐ)輸人緩沖(chong)器的AD7172-2的輸(shu)人電壓範(fan)圍是0~5 V。所以(yǐ)放大器輸(shu)人動态範(fan)圍等于(4.8-2.5) +5=0.46(V),折(she)合150 μV/(m/s)響應的(de)傳感器在(zài)3 067 m/s流速的輸(shū)出(這僅是(shì)理論♌值,實(shi)際流速不(bú)可能🏃🏻這麽(me)高)。這表明(ming)該電路設(she)計能夠處(chù)理極寬廣(guang)的流速範(fan)圍。該電路(lù)的非線性(xìng)誤差由儀(yi)表放大器(qi)和模數🈚轉(zhuǎn)🔴換器的非(fei)線性低指(zhǐ)标共同決(jue)定。AD8220和AD7172-2的數(shù)據手冊🛀🏻标(biāo)稱其非線(xian)性誤差典(diǎn)型值分别(bie)是5PPM和±2PMM，所以(yi)該電路設(she)計具有線(xian)性佳。
 
　　該方(fāng)案有三個(gè)要點。第一(yi),使用AD7172-2 24比特(te)31250HzΣ-△型高分辨(biàn)率低噪聲(shēng)的模數轉(zhuan)換器。AD7172-2在輸(shū)人緩沖使(shi)能,20 Hz輸出數(shù)據率,5V外部(bu)基準電壓(yā)源，片内SINC5+SINC1數(shu)🐪字濾波器(qì)條件下的(de)噪聲✌️性能(néng)是1.8 μV峰峰值(zhí)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，無噪聲分(fèn)辨率指标(biāo)22.4比🛀🏻特迫。AD7172-2 相(xiang)比其他性(xing)能最接近(jin)的同類模(mó)數轉🙇‍♀️換器(qi)産品在功(gōng)耗和⛹🏻‍♀️噪聲(sheng)指标上都(dou)降低超過(guo)百分之五(wu)十。本文設(she)計中使用(yòng)AD7172-2内部2.5 V基準(zhǔn)電壓源,其(qí)初始精度(dù)±0.12%，溫漂僅±2PPM/C,模(mó)數轉換器(qi)噪聲進一(yi)步下降爲(wèi)使用外部(bu)5伏基準源(yuán)時的一🔱-半(ban)即0.9 μV峰峰值(zhi)。AD7172-2 集成的斬(zhan)波、真軌到(dào)軌❓緩沖器(qì)具有高輸(shu)人阻抗，極(ji)低失調😄誤(wù)差漂📞移和(hé)1/F噪聲，使它(tā)能夠🐅接人(ren)任意的前(qián)級放大器(qi)而無需擔(dan)憂其驅動(dòng)能力。模數(shù)轉換器🏃‍♂️的(de)超低噪聲(shēng)使得采用(yòng)更低的前(qian)級放大器(qì)增益成爲(wei)可能。把放(fang)大器增益(yi)設置成5倍(bei),模數轉換(huàn)器噪☀️聲峰(feng)峰值折算(suàn)到放大器(qi)輸人端爲(wèi)0.18μV仍顯著小(xiǎo)于前級放(fang)大器的1/F噪(zao)聲0.94 μV,約等于(yú)分辨1.2 mm/s的瞬(shun)時流速。雖(sui)然在絕大(dà)多數情況(kuang)下AD7172-2對電磁(ci)流量計已(yǐ)經足夠好(hao),同系列的(de)AD7175-2在相同配(pei)置下可提(tí)供低至0.75μV峰(feng)峰值噪聲(shēng)(使用外部(bu)5 V基準電壓(ya)源)和最高(gāo)可達250 000 Hz的采(cǎi)樣速✏️率。同(tóng)系列的AD7173-8提(tí)供類似的(de)性能和多(duo)達八個真(zhēn)差分🐇輸入(rù)通道可以(yǐ)擴展溫度(dù)或壓力傳(chuán)感器測量(liang)。
第二，在電(dian)磁流量傳(chuan)感器輸出(chū)到模數轉(zhuan)換器之間(jian)總共🏃隻用(yong)一級前置(zhi)放大器,即(ji)高輸入阻(zǔ)抗、高共模(mó)抑制比、低(di)💋噪聲的集(jí)成儀表放(fàng)大器AD8220且放(fang)大倍數設(she)🐪置爲5倍。因(yīn)爲使用片(pian)内集成的(de)激光微✏️調(diào)技術的高(gao)度匹配電(dian)阻，AD8220典型值(zhi)高達10分貝(bei)衛的共模(mo)抑制比對(dui)電磁流量(liàng)傳感器共(gong)模信号有(yǒu)很好的抑(yì)制。與自舉(ju)故大器不(bu)同的🈚是,AD8220采(cǎi)用經典的(de)三運放拓(tuò)撲和場效(xiao)應管輸人(rén)🏒的電流反(fan)饋放♊大器(qi)結構♻️具有(you)1013?Ω輸人阻抗(kàng)和12-15?A輸人漏(lou)電流凹! ,完(wán)🌍全可以滿(mǎn)足包括高(gao)内阻的電(dian)容電極類(lèi)型在内的(de)絕🤩大部分(fen)電磁流量(liàng)傳感器。由(yóu)♊于勵磁頻(pín)率主要是(shì)低頻并且(qiě)流量信号(hào)⭐通常是緩(huǎn)變的,所以(yǐ)信号處理(li)電路在✊0- 10 Hz範(fan)圍内的噪(zao)聲是關鍵(jian)㊙️參數。AD8220号稱(cheng)沒有0-10Hz1/F電流(liu)噪聲凹,折(shé)🤩算到其輸(shū)人端的1/F電(dian)壓噪聲成(chéng)爲主要部(bu)分。表3列出(chū)AD8220在各種放(fang)大倍數下(xià)折算到輸(shu)人端的1/F電(diàn)🈚壓噪聲峰(feng)峰值。其中(zhōng)5倍放大的(de)🐇AD8220折算到輸(shu)人端的噪(zao)聲峰峰值(zhi)🐕是1.27 μV。通過式(shì)(3)可以估算(suàn)出此時模(mó)數轉換器(qi)和儀表放(fàng)大器折算(suàn)到輸人端(duan)(傳感器的(de)輸出端)的(de)噪聲爲1.28μV,從(cóng)而分辨150 μV/( m/'s)傳(chuan)感器的8.6 mm/s瞬(shùn)時流速或(huò)1 mm/s的累積流(liu)㊙️量。此處估(gu)算使用🤞0.1~10Hz的(de)噪聲🏒指标(biāo),但根據流(liú)速緩慢變(biàn)化的特性(xìng)其實可以(yi)适用0.1-1 Hz的噪(zào)聲指标，所(suo)以估算值(zhí)偏保守,實(shí)際測試結(jié)果應該更(gèng)好。可見AD8220的(de)1/F噪聲指标(biāo)是決定該(gāi)🍓電路測量(liang)流速的最(zui)✍️低分辨率(lǜ)的主要因(yīn)素。相比之(zhī)下模數轉(zhuan)換器的噪(zào)🎯聲是如此(ci)之低,如果(guo)不考慮共(gòng)模輸人範(fan)圈、共模抑(yi)制比和高(gāo)輸人阻抗(kang)等限制.它(tā)甚至可以(yǐ)無需前級(ji)放大器增(zeng)益而直接(jiē)分辨傳感(gǎn)器輸出信(xin)号。然而不(bu)幸的是儀(yí)表💔放大器(qi)1/F噪聲随着(zhe)放大倍數(shù)減小而迅(xùn)速增大,所(suo)以實踐中(zhōng)不能把儀(yi)表放大器(qi)的增益設(she)🈲置得過低(di)。自舉放大(dà)器電路如(ru)🔴果要達到(dào)1013Ω輸人阻抗(kang)和100分貝共(gòng)模抑制比(bǐ)💜需要兩支(zhī)既昂貴又(you)難得的0.01%匹(pǐ)配1 x 109Ω超電阻(zǔ)。
 
第三，直流(liú)信号耦合(he)的缺點是(shì)沒有區分(fèn)的放大包(bāo)括不需要(yao)的直流差(cha)模電壓在(zài)内的任何(he)差模信号(hào)，存在❓着放(fang)大器輸出(chu)和/或模數(shù)轉換器輸(shu)入飽和而(er)㊙️不能正常(chang)工作的風(fēng)險。電磁流(liu)量傳感器(qi)由于極化(huà)電壓、電極(ji)材料、表面(miàn)磨損狀況(kuàng)、安裝位置(zhi)的不理想(xiang)對稱等因(yin)素，即使在(zai)被測流體(tǐ)靜止的條(tiao)件;下電極(jí)之間很難(nan)保證🌈理想(xiang)等電位，有(you)可能出現(xiàn)幾十㊙️毫伏(fú)到幾百毫(hao)伏不等的(de)差模電壓(ya)。作者曾在(zài)實驗中遇(yu)到兩個電(dian)極間出現(xian)約300mV的直流(liu)差模電壓(yā)的狀況，如(ru)果AD8220儀表放(fàng)大器增益(yì)設爲10倍，則(ze)輸人信号(hao)被放大和(hé)電平搬移(yí)2.5 V後AD8220的理論(lùn)輸出🈲值爲(wèi)5.5 V,但是AD8220的供(gong)電電壓爲(wei)±5V,則造成它(ta)的輸出信(xìn)号飽♋和。即(jí)使提高放(fang)大器的供(gong)電電壓可(ke)以避免其(qi)輸出飽和(hé)🎯，模數轉換(huan)器的0~5 V輸人(rén)範圍也會(huì)💚被飽和。本(běn)文設計中(zhōng)把儀表放(fàng)大器的增(zēng)益降低至(zhì)5倍，則此信(xin)号被AD8220放大(dà)和平移後(hòu)出現在🐇其(qi)輸出端爲(wèi)4 V仍在AD8220±4.8 V的輸(shū)出範圍和(hé)AD7172-2 的0~5 V輸人範(fan)圍内，所以(yi)電路可以(yi)正❌常工作(zuo)。考慮0~15 m/s的流(liu)速信号的(de)幅值該電(diàn)路能夠處(chu)理的電極(ji)間差🐇模電(dian)壓可以達(da)到(4.8 V-15 m/s x0.00015 V/(m/s))÷5=0.457 V。電極間(jian)差模電壓(yā)造成的零(líng)點偏移可(ke)以通過周(zhōu)期性的軟(ruǎn)件計算被(bei)扣除。進一(yī)步減小🔴儀(yi)表放大器(qì)的增益可(kě)擴大電路(lu)處理電極(jí)差模電壓(ya)的範圍但(dan)代價是儀(yi)表放大器(qì)噪聲迅速(sù)增大。該電(dian)路噪聲性(xing)能的瓶頸(jing)在于儀表(biǎo)放大器而(ér)非模數轉(zhuǎn)換器。在滿(man)足最低分(fen)☀️辨率👅的前(qian)提條件下(xia)對本文設(shè)計的直流(liú)信号耦合(he)🥵而言前級(ji)放大器增(zeng)益越低越(yue)好。
3實驗結(jié)果
　　試驗條(tiao)件:傳感器(qi)50mm口徑，電極(ji)材料316L不鏽(xiù)鋼，傳感器(qi)系數1.1089,常溫(wen)常壓🈲水，電(dian)子秤稱重(zhòng)法。進行系(xi)統零點和(hé)滿量程校(xiao)正，未做逐(zhú)點非線性(xìng)校正。表4說(shuō)明本文的(de)方案在0.5 ~5m/s的(de)流速範圍(wei)内的測量(liang)結🔅果達到(dao)±0.2%的示數誤(wù)差，重複性(xing)優🛀于萬分(fen)之四。
 
 
4結束(shu)語
　　本文介(jiè)紹了一種(zhǒng)用于電磁(ci)流量計的(de)數字過采(cai)樣直流耦(ou)🔞合的信号(hao)處理電路(lu)，配合最新(xin)24比特低噪(zao)聲模數轉(zhuǎn)換器能夠(gòu)克服傳統(tong)的交流信(xin)号耦合方(fang)式的共模(mó)💚抑制比☎️欠(qiàn)佳的不足(zu)，具有高輸(shu)入阻抗、低(di)噪聲、寬輸(shu)人動态範(fàn)圍✏️、線性好(hǎo)等💃優點，直(zhí)流信号耦(ou)合帶來的(de)信号飽和(he)問題也得(dé)到了較好(hao)的解決。該(gai)方案使用(yòng)50mm口徑電磁(cí)流量傳感(gǎn)器🍓通過水(shui)流标定試(shi)驗在0.5 ~5 m/s的流(liu)速範圍内(nei)基本誤差(chà)達到±0.2%讀⛷️數(shu)，性能好、設(shè)計簡潔，值(zhí)得廣大電(diàn)磁流量計(jì)用戶做進(jìn)一步評估(gū)。

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