1 引(yin)言
電磁流(liu)量計由于(yu)無壓力損(sun)失、成本相(xiang)對較低等(deng)優點，其應(ying)用越趨廣(guang)泛，同時也(ye)要求電磁(ci)流量計朝(chao)着更加穩(wen)定、精度更(geng)高、重複性(xing)更好和使(shi)用壽命更(geng)長的方向(xiang)發展。因此(ci)，如何提高(gao)電磁流量(liang)計的測量(liang)精度這一(yi)課題具有(you)非常重要(yao)的研究意(yi)義。
2 電磁流(liu)量計基本(ben)原理
電磁(ci)流量計是(shi)一種測量(liang)導電液體(ti)流量的儀(yi)表，傳感器(qi)部分主要(yao)由線圈，測(ce)量電極，鋼(gang)管和絕緣(yuan)内襯💜組成(cheng)，如圖1所示(shi)。其工作原(yuan)理是：由電(dian)源驅動線(xian)圈，在管道(dao)内形成穩(wen)定磁場，電(dian)極、電極導(dao)線及兩電(dian)極間的液(ye)體組成封(feng)閉回路，當(dang)導電液體(ti)流過時，切(qie)割磁🔞力線(xian)，在電極兩(liang)端産生感(gan)應電動勢(shi)。
假設(she)磁場B均勻(yun)，根據法拉(la)第原理：
E=B×L×V
目(mu)前，電磁流(liu)量計的設(she)計均基于(yu)這一理論(lun)基礎。
3 電磁(ci)流量計儀(yi)表系數
當(dang)一台電磁(ci)流量計完(wan)成裝配後(hou)，在同一工(gong)作環境或(huo)溫度下，其(qi)線圈參數(shu)是相對固(gu)定的，因此(ci)，電流穩定(ding)後，磁場強(qiang)度B是固定(ding)的，而兩電(dian)極間的距(ju)離L也是恒(heng)定的，因此(ci)感應電動(dong)⛷️勢E值與導(dao)電液體的(de)流速V成正(zheng)比。
變送器(qi)收集電極(ji)的電壓信(xin)号，進行放(fang)大，濾波降(jiang)噪💜，以脈沖(chong)頻率或其(qi)它方式輸(shu)出流量信(xin)息。本文以(yi)脈沖頻率(lü)輸出爲例(li)，其❄️脈沖頻(pin)率與電極(ji)間的感應(ying)電動勢成(cheng)正比關系(xi)，即脈沖頻(pin)率與感應(ying)電動勢一(yi)一對應，目(mu)的是建立(li)數據傳輸(shu)過程中信(xin)号值的唯(wei)一性，因此(ci)有：
P=μ×E
上式中(zhong)，P爲輸出脈(mo)沖頻率，μ爲(wei)正比系數(shu)，因此有：
P=μ×B×L×V
即(ji)輸出脈沖(chong)頻率P與介(jie)質流速V成(cheng)正比，令K=μ×B×L，則(ze)有：
P=K×V
在電磁(ci)流量計行(hang)業，定義K爲(wei)增益，它是(shi)電磁流量(liang)計儀✊表系(xi)數的重要(yao)組成部分(fen)。一台理想(xiang)的電磁流(liu)量計，輸出(chu)脈沖頻率(lü)與☁️介質流(liu)速之間的(de)關系如圖(tu)2所示。
然(ran)而，在實際(ji)的生産過(guo)程中，由于(yu)受生産工(gong)藝穩定性(xing)的影響，會(hui)累積各種(zhong)誤差，累積(ji)誤差在輸(shu)出脈沖頻(pin)率🌈與介☂️質(zhi)流💘速間的(de)關💔系中，分(fen)爲增益誤(wu)差與零點(dian)偏置誤差(cha)，增益誤差(cha)表現爲💰每(mei)台電磁流(liu)量計的增(zeng)益Ki（i=1，2，3，...）值是不(bu)同的，而偏(pian)置誤差表(biao)現爲零點(dian)漂移，即❄️在(zai)零流速下(xia)，輸出脈沖(chong)頻㊙️率不爲(wei)零，因此：
P=Ki×V+bi
另(ling)外，每台流(liu)量計的增(zeng)益Ki及零點(dian)偏置值bi均(jun)不一樣🌍，由(you)增益與🧑🏽🤝🧑🏻零(ling)點偏置組(zu)成每台電(dian)磁流量計(ji)的儀表系(xi)數。
由于受(shou)生産效率(lü)的限制，基(ji)于以上理(li)論，電磁流(liu)量計的标(biao)定普遍采(cai)用兩流速(su)點标定，然(ran)後拟合成(cheng)直線，從🏒而(er)計算出增(zeng)益✊與零點(dian)偏置值。但(dan)是兩點拟(ni)合具有局(ju)限性，在不(bu)同流速下(xia)，兩點拟合(he)獲得的儀(yi)表系數是(shi)否🐇線性，以(yi)及線性度(du)如何，目前(qian)還沒有相(xiang)關的論文(wen)進行叙述(shu)或分析，因(yin)此通過标(biao)定試驗分(fen)析💯，研究電(dian)磁流量🈚計(ji)實際儀表(biao)系數的線(xian)性度，及☁️其(qi)對精度的(de)影響，具有(you)非常重要(yao)的意義。
4 實(shi)驗步驟
選(xuan)擇DN50的表進(jin)行标定實(shi)驗，整個實(shi)驗過程中(zhong)隻采用一(yi)次安裝🔞，實(shi)驗的具體(ti)步驟如下(xia)：
第一步：通(tong)過0.3m/s與3.0m/s兩流(liu)速點标定(ding)，獲得兩點(dian)标定的儀(yi)表系數K1，并(bing)📞在0.3m/s，0.9m/s，1.8m/s，3.0m/s，4.6m/s的流速(su)下驗證儀(yi)表系數，每(mei)個流速驗(yan)證5次；
第二(er)步：從第一(yi)步的驗證(zheng)數據中，選(xuan)擇不同的(de)流速點拟(ni)合🌍計算标(biao)定系數；
（1）5個(ge)流速點進(jin)行拟合，獲(huo)得儀表系(xi)數K2；
（2）0.3m/s與0.9m/s兩個(ge)流速點進(jin)行拟合，獲(huo)得儀表系(xi)數K3；
（3）1.8m/s與3.0m/s兩個(ge)流速點進(jin)行拟合，獲(huo)得儀表系(xi)數K4；
第三步(bu)：在5個流速(su)下驗證儀(yi)表系數K2，K3，K4，每(mei)個流速各(ge)自驗證5次(ci)。
5 實驗結果(guo)
如表1所示(shi)爲不同流(liu)速點拟合(he)獲得的儀(yi)表系數，各(ge)個儀表系(xi)數🔞下驗證(zheng)的平均精(jing)度如圖3所(suo)示。
6 分析
（1）不(bu)同儀表系(xi)數在不同(tong)流速下的(de)精度有差(cha)異，在某特(te)☔定流✉️速點(dian)，精度受拟(ni)合點的影(ying)響；
（2）由0.3m/s與0.9m/s兩(liang)流速點拟(ni)合獲得的(de)儀表系數(shu)，系數驗證(zheng)時，在0.3m/s與0.9m/s兩(liang)個💋流🈚速下(xia)獲得的平(ping)均精度要(yao)比其他系(xi)數的高；
（3）由(you)5個流速點(dian)拟合獲得(de)的儀表系(xi)數，系數驗(yan)證時，在0.9m/s，1.8m/s，3.0m/s和(he)4.6m/s流📧速下獲(huo)得的精度(du)高：
（4）由1.8m/s與3.0m/s兩(liang)流速點拟(ni)合獲得的(de)儀表系數(shu)，系數驗證(zheng)時，其✂️精👈度(du)與5個流速(su)點拟合獲(huo)得的儀表(biao)系數相當(dang)；
（5）相對與其(qi)他儀表系(xi)數，由0.3m/s與0.9m/s兩(liang)流速點拟(ni)合獲得的(de)儀💋表系💞數(shu)📞與5個流速(su)點拟合獲(huo)得的儀表(biao)系數相差(cha)較大，即低(di)流速範圍(wei)内的💜儀表(biao)系數線性(xing)度要比高(gao)流速範圍(wei)内的線性(xing)度差。
7 結論(lun)
電磁流量(liang)計的實際(ji)标定系數(shu)并非絕對(dui)線性，而是(shi)在一定誤(wu)差範圍内(nei)可以認爲(wei)是線性的(de)；電磁流量(liang)計标👣定系(xi)數的線性(xing)度是電磁(ci)流量計的(de)測量精度(du)的重要影(ying)響因素；
在(zai)生産工藝(yi)一定的情(qing)況下，标定(ding)系數的算(suan)法對測🌈量(liang)精度也有(you)很大的影(ying)響，因此，實(shi)際生産中(zhong)應根據電(dian)磁流量計(ji)的精度等(deng)級💋，适當調(diao)整标定工(gong)藝及标⁉️定(ding)系數㊙️的算(suan)法；
電磁流(liu)量計的線(xian)性度應該(gai)作爲一個(ge)重要的性(xing)能🌂指标進(jin)行量❄️化；進(jin)一步研究(jiu)影響儀表(biao)系數線性(xing)度的因素(su)具⁉️有非🧡常(chang)重要的應(ying)用意義。
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