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電容式電磁流量計的去噪問(wèn)題
作者：
時(shí)間：2013-11-14
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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引言
電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制作的流量計，在實(shí)際研發(fā)中會(huì )遇到許多噪聲問(wèn)題。圖1列出其每個(gè)組成部分可能引入的噪聲，這些噪聲以不同的形式和方式進(jìn)入測量系統，成為提高信噪比和測量精度的障礙。本文通過(guò)分析傳感器前端遇到的噪聲的產(chǎn)生機制得出對應的解決方案。 
圖1噪聲形式及分布圖
1噪聲原理及解決方案
1.1 傳感器（電極+轉換器）
該部分中流動(dòng)的信號是未經(jīng)放大處理的微弱流量信號，也就最容易受到外部因素的干擾，由圖1可知它引入的噪聲種類(lèi)最多，在此對這些噪聲進(jìn)行分析并提出相應的解決方案。
在提出噪聲及其解決方案之前先對流量信號本身進(jìn)行討論，在信號處理中盡可能地提高信噪比是處理的主要目標，但由于勵磁功率等因素的限制，在電極處獲得的流量信號幅值有限并且十分微弱，而在研制電磁流量計中我們使用了電容式電極（其原 因在后面將有論述），此電極的輸出阻抗RC1很高，為106Ω數量級，如管內被測流體為導電率極低的酒精等，則內阻R0可能達到108Ω數量級，進(jìn)入轉換器的電壓值為
，為使流量信號能夠基本不失真地進(jìn)入信號處理板中，這就要求轉換器應具有極高的輸入阻抗Zi。我們采用了輸入阻抗數量級為1010Ω的自舉電路作為轉換器，其等效原理圖如圖2所示。 
圖2自舉電路圖
圖2中，C1是電極的等效電容；RC1為其阻抗；Vi為流量信號電動(dòng)勢；R0為管內流體內阻。顯然，信號失真小于1%，很大程度上保證了流量信號的完整性。
1.1.1雜散噪聲
以往的電磁流量計的電極部分是以金屬導體的形式與被測液體產(chǎn)生接觸的，被測流體流動(dòng)時(shí)與電極部分產(chǎn)生碰撞形成不規則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計，電極部分不與被測流體直接接觸而是透過(guò)管壁與流體的感應電動(dòng)勢產(chǎn)生感應。
如圖3中所示，使用導電片為電極附著(zhù)在測量管道外形成電容式電極，進(jìn)而管道內表面無(wú)任何其他物質(zhì)，被測流體在管體內暢通無(wú)阻，沒(méi)有雜散噪聲產(chǎn)生。
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