1.引(yin)言
    近年以來(lai)，随着流量計(ji)量行業的發(fa)展， 電磁流量(liàng)計 以其無可(kě)動部件、無壓(yā)力損失、測量(liàng)量程範圍寬(kuān)等優點應用(yong)于👉各種場合(he)，而在使用過(guò)程中遇到的(de)一個難題就(jiu)是如㊙️何提高(gāo) 大口徑流量(liàng)計 量的準确(que)度。如果使用(yòng) 管道式電磁(ci)流量計 測量(liang)大口徑管道(dào)流量，則其體(ti)積大、加工成(cheng)本高并且标(biāo)定和安裝維(wei)修都十分困(kun)難，給工程應(yīng)用帶來很多(duō)🏃🏻‍♂️不便。所以在(zai)這種情況下(xià)，一般用插人(rén)式電磁流量(liang)計 代替管道(dào)式電磁流量(liàng)計用于測量(liàng)大口徑管道(dào)的流🍓量☂️。但是(shi)插入式電磁(cí)流量計會産(chǎn)生非線性現(xian)象，影響測量(liàng)的準确性。現(xian)在很多學者(zhě)解決這個問(wen)題多采用的(de)是多段非線(xian)性補償方法(fa)，把🤟整個量程(chéng)範圍裏面的(de)流量分成多(duō)個流量段，再(zai)分别求解出(chu)不同階段的(de)流量系數，從(cóng)而可以得出(chū)各🧑🏾‍🤝‍🧑🏼段的流量(liang)值🏃‍♀️。但是這種(zhong)方法🚶‍♀️使用起(qi)來比較複雜(zá)，且精度也受(shou)到🈲了限制。所(suǒ)以本文從電(diàn)磁流量計自(zì)身結構出發(fā)，找出産生非(fei)線性現象的(de)原因，從源頭(tou)上找出提高(gāo)插入式電磁(cí)流量計線性(xìng)度的方法。
2.插(chā)入式電磁流(liú)量計工作原(yuan)理
    插入式電(diàn)磁流量計測(ce)量原理是基(jī)于法拉第電(dian)磁感♍應定律(lǜ)E=BLv
其中，E爲兩電(diàn)極之間産生(shēng)的感應電動(dong)勢，B爲磁感應(ying)強度，L爲切割(gē)磁感線的有(you)效長度，爲平(ping)均流速，流質(zhi)爲導電介質(zhì)，原理圖如圖(tu)1所示。并且(1)式(shi)經變換可表(biǎo)☔示爲

當B和(he)都爲常數時(shí)，隻要測得感(gǎn)應電動勢E就(jiu)可以得🔞到平(ping)均流速，因被(bei)測管道的橫(héng)截面積已知(zhī)，這樣就可以(yi)很容易求得(dé)某導電⚽流質(zhi)的體積流量(liang)

其中，D爲被測(cè)管道内徑，Q爲(wei)體積流量。
由(yóu)(3)式可知，當插(chā)入管道結構(gòu)一定時，體積(jī)流量P與比值(zhi)E／B成正比，而與(yu)流體的溫度(du)、密度、管内壓(ya)力等無關。
當(dāng)磁感應強度(dù)B爲常數時，體(ti)積流量Q與感(gan)應電動勢E成(cheng)正比，即🚶‍♀️體積(ji)流量與感應(ying)電動勢之間(jian)是完全呈線(xiàn)性關系的。
3.傳(chuan)感器線性度(du)評定
    線性度(dù)是傳感器的(de)主要靜态性(xìng)能指标之一(yī)，其定義爲測(cè)試系統的輸(shu)出和輸入系(xi)統能否像理(li)想系統那樣(yàng)保持正常值(zhi)比例關系(線(xian)性關系)的一(yī)種度🎯量。線性(xing)☂️度反應了校(xiao)準曲線與♍某(mǒu)一規♊定直線(xian)一緻的程度(dù)，此規定直線(xiàn)即爲按一定(ding)方法确定的(de)理想直線。線(xian)性度又稱爲(wèi)非線性度，參(can)考GB／T18459—2001《傳👅感器主(zhǔ)要靜态性能(néng)指标計💜算方(fāng)法》中的線性(xing)度定
義：正、反(fǎn)行程實際平(píng)均特性曲線(xian)相對于參比(bǐ)直線🛀🏻(拟🎯合直(zhí)🤞線)的最大偏(pian)差，用滿量程(cheng)輸出的百分(fen)比來表示。這(zhe)一指标通常(chang)以線⁉️性誤差(cha)表示

其中，△max爲(wèi)最大殘差，Y爲(wei)理論滿量程(chéng)輸出。本文采(cai)用最小二乘(cheng)㊙️法進行線性(xing)度評定，即拟(ni)合直線爲最(zui)小二乘直線(xian)。最小二乘直(zhí)線保證了傳(chuán)感器實際輸(shu)出的平均值(zhi)對它的偏差(chà)的平方和爲(wèi)最小，即可以(yi)保證拟合直(zhí)線得到的結(jie)果與實測結(jié)果之間的偏(piān)差很小，更具(jù)可靠🏃🏻‍♂️性。根據(ju)定義，線性度(dù)即是校準曲(qǔ)線對⛹🏻‍♀️這條最(zui)小二⛱️乘拟合(he)直線的偏☁️離(li)程度。
4插入式(shi)電磁流量計(jì)非線性現象(xiang)成因
    插入式(shì)電磁流量計(ji)使用時在被(bei)測管道合适(shì)位置🔴處打🌏孔(kǒng)插🍓入🚶‍♀️以測量(liàng)導電流體流(liú)量，并且可以(yi)在不🐕斷流的(de)情況下取出(chu)進行清洗和(hé)維修，操作十(shí)分方便。但是(shi)插入管道的(de)探頭對于管(guan)道流場來說(shuō)，相當✂️于引入(ru)了一個阻流(liu)🌏器件，流體對(dui)此探頭💘進行(hang)繞流運動，如(ru)圖2所示。

其(qi)中，△max爲最大殘(cán)差，Y爲理論滿(man)量程輸出。本(ben)文采用最小(xiǎo)二🏃🏻‍♂️乘法🌈進👣行(hang)線性度評定(ding)，即拟合直線(xiàn)爲最小二乘(chéng)直🚶線。最小二(er)👅乘直線保證(zheng)了傳感器實(shí)際輸出的📐平(ping)均值對它的(de)偏差的平方(fang)和爲最小，即(jí)可以保證拟(ni)合直線☁️得到(dao)的結果與實(shi)測♍結果之間(jiān)🌂的偏差很小(xiao)，更具可靠性(xing)。根據定義👈，線(xiàn)性度即是校(xiao)準曲線對😍這(zhè)條最小二乘(cheng)拟合直線的(de)偏離程度。