插入式電磁流量(liàng)計原理與線性度(dù)評定
近年來,随着(zhe)流量計量行業的(de)發展, 電磁流量計(jì) 以其無可動部件(jian)、無壓力損失、測量(liang)量程範圍寬等優(you)點📞應用與各種場(chang)合,而在使用過程(chéng)中遇到的一個難(nan)🤩題就🚶是如何提高(gāo) 大口徑大流量計(ji) 量的準确度。如果(guo)使用管道式電磁(ci)流量計測量大口(kǒu)徑管道流量,則其(qi)體積大、加工成本(ben)高并且标定和安(an)裝維💞修都十分💋困(kùn)難🆚,給工程應用帶(dai)來很多不便。所以(yǐ)在這種情況下,一(yī)般用插入式電磁(cí)流量計 代替管道(dào)式電磁流量計用(yong)于測量大口徑管(guan)道的流量。 但是插(cha)入式電磁流量計(jì)會産生非線性現(xian)象,影響測量的準(zhǔn)确性。現在很多學(xué)者解決這個問題(ti)多采用的是多段(duan)非線性補償方法(fǎ),把真個量程範圍(wei)裏☔面的流量分成(cheng)多個流量段,再❄️分(fen)别求解出不同階(jie)段的流量🏃🏻♂️系數,從(cóng)而可以得出各個(gè)階段的流量值💞。但(dàn)是這種方法使用(yòng)起來比較複雜,且(qie)精度也受到⭕了限(xian)制。所以本文從電(dian)磁流量計自身結(jie)構處罰,找出産生(shēng)非線性現象的原(yuán)因,從源頭🍓上找出(chū)提高插入式電磁(cí)流量計線性度的(de)方法。 插入式電磁(cí)流量計工作原理(li) 插入式電磁流量(liàng)計測量原理是基(jī)于法拉第電磁感(gan)應定✂️律E=BLν 其中,E爲兩(liǎng)電極之間産生的(de)感應電動勢📞,B爲磁(cí)感應強度🏃♀️,L爲切割(gē)磁🔆感應線的有效(xiào)長度,ν爲平均流速(sù),流質爲☂️導電介質(zhì),原理如圖1所示。 并且(qie)(1)式經變換可表示(shì)爲 當B和L都爲常數(shu)時,隻要測得感應(ying)電動勢E就可以得(de)到平均流速ν,因被(bèi)測管道的橫截面(mian)積已知,這樣就可(ke)以🧑🏽🤝🧑🏻很容易求得某(mǒu)導電流質的體積(ji)流量。 其中,D爲被測(cè)管道内徑Qv爲體積(jī)流量。 由(3)式可知,當(dāng)插入管道結構一(yi)定時,體積流量Qv與(yu)比值E/B成正比,而與(yǔ)流體的溫度、密度(dù)、管内壓力等無關(guān)。當磁❓感應強度B爲(wèi)常數時,體積流量(liàng)Qv與感應電動勢E成(cheng)正比,即體積流量(liàng)與感應電動勢之(zhī)間是完全呈線性(xìng)關系的。 傳感器線(xiàn)性度評定 線性度(dù)是傳感器的主要(yào)靜态性能指标之(zhi)一,其定義爲測試(shì)系統的輸出和輸(shū)入系統能否想理(li)想系統那天保持(chí)正常值比例關系(xi)(線性關系)的一種(zhǒng)度量。線性度反應(ying)🐪了校準🙇🏻曲線與某(mou)一規定直線一緻(zhi)的程度,詞規定直(zhí)線🔞即爲按一定方(fāng)法确定的理想直(zhi)線。線性度又稱爲(wei)非線性度,參考GB/T18459-2001《傳(chuan)感器主要靜态性(xing)能指标計算方法(fǎ)》中的線性度定義(yì):正、反行程實際平(ping)均💰特性曲線相對(dui)于參比直線(拟合(hé)直線)的💘最大偏差(cha),用滿量程輸出的(de)百分比來表🐉示。這(zhè)一指标通常以線(xiàn)性誤差表示 本文(wen)采用最小二乘法(fǎ)進行線性度評定(ding),即拟合直🔴線爲☁️最(zui)🐉小二乘直線。最小(xiǎo)二乘直線保證了(le)傳感器至極輸出(chu)的平🈲均值對它的(de)偏差的平方和爲(wèi)最小,即可以❓保證(zhèng)拟合直線🏃得到的(de)結果與實測結果(guǒ)之間的偏差🌈很小(xiao),更具可靠性。根據(ju)定義,線性度即是(shi)校準曲線對這條(tiáo)最小二乘拟合直(zhí)線❗的偏離程度。
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