1.引言(yán)
    近年以來(lái)，随着流量(liang)計量行業(ye)的發展， 電(diàn)磁流量計(jì) 以其無可(kě)動部件、無(wú)壓力損失(shi)、測量量程(cheng)範圍寬等(deng)🈲優點應用(yong)于各種場(chǎng)合，而在使(shǐ)用過程中(zhōng)遇到的一(yi)個難題就(jiu)是如何提(ti)高 大口徑(jìng)流量計 量(liang)的準确度(dù)。如果使用(yong) 管道式電(diàn)磁流量計(ji) 測量大口(kǒu)徑管道流(liu)量，則其體(tǐ)積大、加工(gōng)成本高并(bing)且标定👣和(hé)安裝維修(xiu)都十分困(kun)難，給工程(cheng)應用帶來(lái)👄很多不便(biàn)。所以在這(zhe)⭐種情況下(xià)，一般用插(chā)人式電磁(ci)流量計 代(dai)替管道式(shì)電磁流量(liàng)計用于測(ce)量大口徑(jing)管道的流(liú)💘量。但是插(chā)入式電磁(cí)流量計會(hui)産生非線(xiàn)性現象，影(ying)響測量㊙️的(de)準确性。現(xiàn)在💃很多學(xue)者解決這(zhe)個問題多(duo)采用的是(shì)多🌏段非線(xian)性補償♍方(fang)法，把整個(gè)量程範圍(wei)裏面的流(liú)量分成👅多(duō)個流量❌段(duàn)，再分别求(qiú)解出不同(tóng)階段的流(liú)🈚量系數，從(cong)而✊可以得(de)出各段的(de)流量值。但(dàn)是這種方(fāng)📧法✨使用起(qi)來比較✌️複(fu)雜，且精度(dù)也受到📧了(le)限制。所以(yi)本文從電(dian)磁流量計(ji)自身結構(gou)出發，找出(chū)🔅産生非線(xian)性現象🔞的(de)原因，從源(yuan)頭上找出(chu)提高插入(rù)式電磁流(liu)量計線性(xing)度的方法(fa)。
2.插入式電(diàn)磁流量計(jì)工作原理(lǐ)
    插入式電(diàn)磁流量計(jì)測量原理(lǐ)是基于法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)E=BLv
其中，E爲兩(liang)電極之間(jiān)産生的感(gan)應電動勢(shì)，B爲磁感應(yīng)強度☎️，L爲切(qie)割磁感線(xian)的有效長(zhǎng)度，爲平均(jun1)流速，流質(zhi)爲導電介(jiè)質，原理圖(tu)如圖1所示(shi)。并且(1)式經(jing)變換可表(biao)🆚示爲

當B和都(dou)爲常數時(shi)，隻要測得(dé)感應電動(dòng)勢E就可以(yi)得✍️到平均(jun)流速，因被(bèi)測管道的(de)橫截面積(ji)已知，這樣(yàng)就可以很(hen)容易求得(de)某導電流(liu)質的體積(ji)流量

其中(zhong)，D爲被測管(guan)道内徑，Q爲(wèi)體積流量(liàng)。
由(3)式可知(zhī)，當插入管(guǎn)道結構一(yi)定時，體積(jī)流量P與比(bǐ)值E／B成正比(bǐ)🐅，而與流體(ti)的溫度、密(mi)度、管内壓(ya)力等無關(guan)。
當磁感應(yīng)強度B爲常(cháng)數時，體積(jī)流量Q與感(gǎn)應電動勢(shi)E成正👉比，即(ji)體積流量(liàng)與感應電(diàn)動勢之間(jian)是完全呈(cheng)線性關系(xi)的。
3.傳感器(qi)線性度評(píng)定
    線性度(du)是傳感器(qi)的主要靜(jing)态性能指(zhi)标之一，其(qi)定義爲測(ce)🈲試系統的(de)輸出和輸(shū)入系統能(neng)否像理想(xiǎng)系統那樣(yàng)保持正常(cháng)值比例關(guān)系(線性關(guan)系)的一種(zhǒng)度量。線性(xing)度反應了(le)校準曲線(xian)與💁某一規(gui)定直線一(yi)緻的程度(dù)，此規定直(zhi)線即爲按(àn)一定方法(fǎ)确定的理(li)想直線。線(xiàn)性度又稱(cheng)爲非線性(xing)度，參考GB／T18459—2001《傳(chuán)✨感器主要(yào)靜✔️态性能(néng)指标計算(suan)方法》中的(de)線性度定(dìng)
義：正、反行(hang)程實際平(ping)均特性曲(qu)線相對于(yú)參比直線(xiàn)(拟合直線(xiàn))的最大偏(piān)差，用滿量(liàng)程輸出的(de)百分比來(lái)🏃‍♀️表示㊙️。這一(yī)指标通常(cháng)以線性誤(wù)差表示

其(qí)中，△max爲最大(da)殘差，Y爲理(lǐ)論滿量程(cheng)輸出。本文(wen)采用最小(xiao)二乘法🔅進(jìn)行線性度(dù)評定，即拟(nǐ)合直線爲(wèi)最小二㊙️乘(chéng)直線。最小(xiao)二乘直線(xiàn)保證了傳(chuan)感器實際(jì)輸出的平(píng)均值對它(ta)的💛偏差的(de)平方和爲(wèi)最小，即可(ke)以保證拟(ni)合直線㊙️得(de)到的結果(guo)與實測結(jie)果之間的(de)偏差很小(xiao)，更具可靠(kao)性。根據定(ding)義🏃‍♀️，線性度(du)即是校準(zhǔn)曲線對這(zhè)條最小二(èr)乘拟合直(zhí)線的偏😍離(li)程度。
4插入(ru)式電磁流(liu)量計非線(xian)性現象成(chéng)因
    插入式(shì)電磁流量(liàng)計使用時(shi)在被測管(guǎn)道合适位(wèi)置處打孔(kong)插入以測(ce)量導電流(liú)體流量，并(bìng)且可以在(zài)不斷流的(de)情☀️況下取(qǔ)出進行清(qīng)洗和維修(xiu)，操作十分(fen)方便。但是(shì)插入管道(dào)的探頭對(dui)于管道流(liú)場來說，相(xiang)當于引入(rù)了一個阻(zu)流器件，流(liú)體對此探(tàn)頭進行繞(rào)流☁️運動，如(ru)圖2所示。

其(qi)中，△max爲最大(da)殘差，Y爲理(li)論滿量程(cheng)輸出。本文(wen)采用最小(xiao)✏️二乘🍓法進(jin)行線性度(dù)評定，即拟(ni)合直線爲(wei)最小二乘(chéng)直♋線。最小(xiao)二乘直線(xian)保證了傳(chuan)感器實際(ji)輸出的平(ping)均值對它(tā)的偏差的(de)平方和爲(wei)最小，即可(kě)以保證拟(nǐ)合直線得(de)到的結果(guo)與實測結(jie)果之間🔞的(de)偏差很🌈小(xiǎo)，更具可靠(kào)性。根據定(ding)義，線性度(dù)即是校準(zhǔn)曲線對🔴這(zhe)條最小二(èr)乘拟合直(zhi)線的偏離(lí)程度。