電容式電磁流量計(jì)的去噪問(wèn)題
加入技術(shù)交流群
電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制作的流量計(jì)，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(cè)量系統(tǒng)，成為提高信噪比和測(cè)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(jī)制得出對(duì)應(yīng)的解決方案。
圖1噪聲形式及分布圖
1.1 傳感器（電極+轉(zhuǎn)換器）
該部分中流動(dòng)的信號(hào)是未經(jīng)放大處理的微弱流量信號(hào)，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最多，在此對(duì)這些噪聲進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的解決方案。
在提出噪聲及其解決方案之前先對(duì)流量信號(hào)本身進(jìn)行討論，在信號(hào)處理中盡可能地提高信噪比是處理的主要目標(biāo)，但由于勵(lì)磁功率等因素的限制，在電極處獲得的流量信號(hào)幅值有限并且十分微弱，而在研制電磁流量計(jì)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(shù)量級(jí)，如管內(nèi)被測(cè)流體為導(dǎo)電率極低的酒精等，則內(nèi)阻R0可能達(dá)到108Ω數(shù)量級(jí)，進(jìn)入轉(zhuǎn)換器的電壓值為
，為使流量信號(hào)能夠基本不失真地進(jìn)入信號(hào)處理板中，這就要求轉(zhuǎn)換器應(yīng)具有極高的輸入阻抗Zi。我們采用了輸入阻抗數(shù)量級(jí)為1010Ω的自舉電路作為轉(zhuǎn)換器，其等效原理圖如圖2所示。 
圖2自舉電路圖
1.1.1雜散噪聲
以往的電磁流量計(jì)的電極部分是以金屬導(dǎo)體的形式與被測(cè)液體產(chǎn)生接觸的，被測(cè)流體流動(dòng)時(shí)與電極部分產(chǎn)生碰撞形成不規(guī)則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計(jì)，電極部分不與被測(cè)流體直接接觸而是透過(guò)管壁與流體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)。
如圖3中所示，使用導(dǎo)電片為電極附著在測(cè)量管道外形成電容式電極，進(jìn)而管道內(nèi)表面無(wú)任何其他物質(zhì)，被測(cè)流體在管體內(nèi)暢通無(wú)阻，沒(méi)有雜散噪聲產(chǎn)生。
評(píng)論