1 引言(yan)
電磁流量(liàng)計由于無(wú)壓力損失(shī)、成本相對(dui)較低等優(yōu)點，其應用(yong)越趨廣✔️泛(fàn)，同時也要(yao)求電磁流(liu)量計朝着(zhe)更加穩定(dìng)、精度更高(gāo)、重複性更(geng)好和使用(yong)壽命更長(zhang)的方向發(fa)展。因此，如(rú)何提高電(dian)磁流🏃量計(ji)的🆚測量精(jing)度這一課(ke)題具有非(fēi)常重要的(de)研究意義(yi)。
2 電磁流量(liàng)計基本原(yuan)理
電磁流(liu)量計是一(yi)種測量導(dao)電液體流(liu)量的儀表(biao)，傳感器部(bu)🤩分💛主✨要由(yóu)線圈，測量(liàng)電極，鋼管(guan)和絕緣内(nei)襯組成，如(rú)圖1所示。其(qi)工作原理(li)是：由電源(yuán)驅動線圈(quan)，在管道内(nèi)形成穩⭐定(dìng)磁場，電極(jí)、電極導線(xiàn)及兩電極(jí)間的液體(ti)組成封閉(bì)回路，當導(dǎo)電液體流(liú)過時，切割(ge)磁力線，在(zai)電極✌️兩端(duān)産生感應(ying)電動勢。
假設磁(ci)場B均勻，根(gen)據法拉第(dì)原理：
E=B×L×V
目前(qián)，電磁流量(liàng)計的設計(ji)均基于這(zhe)一理論基(jī)礎。
3 電磁流(liú)量計儀表(biao)系數
當一(yi)台電磁流(liú)量計完成(chéng)裝配後，在(zài)同一工作(zuo)環境或❤️溫(wen)度下，其線(xian)圈參數是(shi)相對固定(dìng)的，因此，電(dian)流穩定後(hòu)，磁場強度(du)B是固定的(de)，而兩電極(ji)間的距離(lí)L也是🆚恒定(ding)的，因此感(gan)應電動勢(shi)E值與導電(diàn)液體的流(liú)速V成🔴正比(bi)。
變送器收(shōu)集電極的(de)電壓信号(hao)，進行放大(dà)，濾波降噪(zao)，以脈沖頻(pín)率或其它(ta)方式輸出(chū)流量信息(xī)。本文以脈(mo)沖頻率輸(shu)出爲例，其(qí)脈沖頻率(lǜ)與電極間(jian)的感應電(diàn)動勢成正(zhèng)比關🌈系，即(ji)脈沖頻率(lǜ)與感應電(dian)動勢一一(yī)對應，目的(de)📧是建立數(shù)據傳輸過(guò)🈲程中信号(hào)值的唯一(yi)性，因此有(yǒu)：
P=μ×E
上式中，P爲(wèi)輸出脈沖(chong)頻率，μ爲正(zheng)比系數，因(yīn)此有：
P=μ×B×L×V
即輸(shū)出脈沖頻(pín)率P與介質(zhi)流速V成正(zheng)比，令K=μ×B×L，則有(you)：
P=K×V
在電磁流(liu)量計行業(yè)，定義K爲增(zeng)益，它是電(diàn)磁流量計(ji)📐儀📐表🤩系數(shù)的重要組(zu)成部分。一(yī)台理想的(de)電磁流量(liang)🎯計，輸出脈(mò)沖頻率與(yu)介質流速(sù)之間的關(guān)系如圖2所(suǒ)示。
然而(er)，在實際的(de)生産過程(chéng)中，由于受(shou)生産工藝(yì)穩定性的(de)♌影響🚶♀️，會累(lei)積各種誤(wu)差，累積誤(wu)差在輸出(chu)脈沖頻率(lü)與介質流(liú)速間的關(guan)系中，分爲(wèi)增益誤差(chà)與零點偏(pian)置誤差，增(zēng)益誤差表(biao)現爲每台(tái)電🏃🏻♂️磁流量(liàng)計的增益(yi)Ki（i=1，2，3，...）值是不同(tong)的，而👣偏置(zhì)誤差表現(xian)爲零點漂(piao)移，即♈在零(líng)流速下，輸(shu)出脈沖頻(pin)率不爲零(líng)，因此：
P=Ki×V+bi
另外(wai)，每台流量(liang)計的增益(yi)Ki及零點偏(pian)置值bi均不(bú)一樣，由增(zēng)益與零📧點(diǎn)偏置組成(cheng)每台電磁(cí)流量計的(de)儀表系數(shù)。
由于受生(sheng)産效率的(de)限制，基于(yu)以上理論(lùn)，電磁流量(liàng)⚽計🈲的标定(dìng)普遍采用(yong)兩流速點(dian)标定，然後(hou)拟合成直(zhi)線，從而計(jì)算出增益(yì)與零點偏(piān)置值。但是(shì)兩點拟合(hé)具有局限(xiàn)性，在🌏不同(tong)流速下，兩(liang)點拟合獲(huò)得的儀表(biǎo)🌈系數是否(fou)線性，以及(jí)🚶線性度如(rú)何，目前還(hai)🔞沒有相關(guan)🙇♀️的論文進(jin)行㊙️叙述或(huò)分析，因此(ci)通過标定(dìng)試驗分析(xī)❗，研究電磁(cí)流量計實(shí)際儀表系(xi)數的線性(xing)度，及😘其對(duì)精度的影(ying)響，具有非(fei)常重要的(de)意義。
4 實驗(yan)步驟
選擇(zé)DN50的表進行(háng)标定實驗(yàn)，整個實驗(yàn)過程中隻(zhi)采用一次(cì)💰安🧑🏽🤝🧑🏻裝🈚，實🔞驗(yan)的具體步(bù)驟如下：
第(dì)一步：通過(guo)0.3m/s與3.0m/s兩流速(sù)點标定，獲(huò)得兩點标(biāo)定的儀表(biao)😄系數💋K1，并在(zài)0.3m/s，0.9m/s，1.8m/s，3.0m/s，4.6m/s的流速下(xià)驗證儀表(biao)系數，每個(ge)流速驗證(zhèng)5次；
第二步(bu)：從第一步(bù)的驗證數(shù)據中，選擇(zé)不同的流(liú)速點🥵拟合(he)計算标定(ding)系數；
（1）5個流(liu)速點進行(háng)拟合，獲得(dé)儀表系數(shu)K2；
（2）0.3m/s與0.9m/s兩個流(liu)速點進行(hang)拟合，獲得(dé)儀表系數(shu)K3；
（3）1.8m/s與3.0m/s兩個流(liu)速點進行(hang)拟合，獲得(de)儀表系數(shù)K4；
第三步：在(zài)5個流速下(xià)驗證儀表(biǎo)系數K2，K3，K4，每個(gè)流速各自(zì)驗證5次。
5 實(shí)驗結果
如(rú)表1所示爲(wèi)不同流速(sù)點拟合獲(huò)得的儀表(biao)系數，各個(gè)🤞儀表🌈系數(shù)下驗證的(de)平均精度(dù)如圖3所示(shì)。
6 分析
（1）不同(tóng)儀表系數(shu)在不同流(liu)速下的精(jīng)度有差異(yi)，在某特定(ding)流速點🌂，精(jing)度受拟合(hé)點的影響(xiang)；
（2）由0.3m/s與0.9m/s兩流(liu)速點拟合(hé)獲得的儀(yi)表系數，系(xi)數驗證時(shí)💔，在0.3m/s與0.9m/s兩個(ge)流速下獲(huò)得的平均(jun1)精度要比(bǐ)其他系數(shù)的高；
（3）由5個(gè)流速點拟(nǐ)合獲得的(de)儀表系數(shu)，系數驗證(zheng)時，在0.9m/s，1.8m/s，3.0m/s和🐪4.6m/s流(liú)速下🆚獲得(dé)的精度高(gāo)：
（4）由1.8m/s與3.0m/s兩流(liú)速點拟合(hé)獲得的儀(yí)表系數，系(xì)數驗證時(shi)，其精度與(yu)🐇5個流速點(dian)拟合獲得(dé)的儀表系(xì)數相當；
（5）相(xiàng)對與其他(tā)儀表系數(shu)，由0.3m/s與0.9m/s兩流(liu)速點拟合(he)獲得的✊儀(yí)表系數與(yu)5個流速點(dian)拟合獲得(de)的儀表系(xi)數相差🌈較(jiào)大㊙️，即低流(liu)速範圍内(nei)的儀表系(xi)數線性度(dù)要比高流(liu)速範圍内(nèi)的線性度(du)差。
7 結論
電(diàn)磁流量計(ji)的實際标(biao)定系數并(bing)非絕對線(xiàn)性，而是在(zai)一定誤差(cha)範圍内可(kě)以認爲是(shì)線性的；電(dian)磁流量✉️計(ji)标定系數(shù)的線性度(dù)是電磁流(liú)量計的測(ce)量精度的(de)重要影響(xiǎng)因素；
在生(sheng)産工藝一(yī)定的情況(kuang)下，标定系(xi)數的算法(fǎ)對測量精(jīng)度☔也有很(hěn)大的影響(xiang)，因此，實際(ji)生産中應(yīng)根據電磁(ci)流量計的(de)💃🏻精度等級(jí)，适當調整(zheng)标定工藝(yì)及标定系(xi)數的算法(fa)；
電磁流量(liang)計的線性(xìng)度應該作(zuò)爲一個重(zhong)要的性能(neng)指标進行(hang)量🙇♀️化；進一(yī)步研究影(ying)響儀表系(xì)數線性度(dù)🏃♀️的因🙇♀️素具(ju)♊有非🏃♂️常重(zhong)要的應用(yong)意義。
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