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一、信號處理問題

在上節(jié)介紹的幾種勵磁方式中，低頻矩形勵磁具有能夠克服直流勵磁存在極化電壓大的優(yōu)點(diǎn)，又有避免交流勵磁存在電磁感應(yīng)干擾引起正交干擾和同相干擾的優(yōu)點(diǎn)，是兼顧直流勵磁和交流勵磁兩者優(yōu)點(diǎn)的一種勵磁方式。在理論上，它使工頻干擾、勵磁相位干擾、電極極化以及零點(diǎn)漂移等干擾有了可克服的途徑。但在實(shí)際中，由于電磁感應(yīng)、靜電效應(yīng)以及電化學(xué)反應(yīng)等原因，電極輸出的電壓不僅僅是與流體流速成比例的感應(yīng)電動勢，也包含了各種干擾成分在內(nèi)。因此，必須在后續(xù)的信號放大處理部分予以消除。在實(shí)際的電磁流量計(jì)中，電極輸出信號的表達(dá)式如下式在交變勵磁的電磁流量計(jì)中，正交干擾和同相干擾是由于勵磁磁場的突變引起的，是交變勵磁的電磁流鞋汁的豐要干擾，如果在測量時(shí)保持磁場不變化，則此兩項(xiàng)十?dāng)_為零。共模干擾和串模干擾主要是由于電磁流量計(jì)附近的電磁干擾和靜電干擾產(chǎn)生的，可以通過電磁屏蔽和良好的接地加以抑制，并通過后接一個具有高分貝共模抑制比（CMRR）的差分放大器予以基奉消除。所以在對插入式電磁流量計(jì)電極輸出的信號進(jìn)行處理時(shí)只需考慮式2—2中的％。項(xiàng)和％項(xiàng)。勵磁磁場和理想信號波形圖關(guān)系如圖2—5（左圖）。2-5理想信號和實(shí)際信號波形圖

另外，電磁流量計(jì)是用來測量各類流體的儀表．必然將被使用在工業(yè)檢測控制生產(chǎn)中，此時(shí)，流量計(jì)周圍充滿自身產(chǎn)生的或其他工業(yè)設(shè)備輻射過來的工頻干擾信號，使得zui終的流量信號上將疊加工頻信號．具體信號波形如圖2-5（有圖）所示。

針對工頻干擾，選擇勵磁周期（信號周期）是工頻信號的整數(shù)倍，那么在每個周期信號中必有兩個點(diǎn)受到的工頻干擾近似（如圖2-5中的t2和t3點(diǎn)）。此時(shí)，兩點(diǎn)信號幅值相減可以消除工頻串模干擾。此時(shí)，流體流速的感應(yīng)電動勢基本算

式如下

在確定勵磁周期為工頻周期的整數(shù)倍后，插入式電磁流量計(jì)的信號處理將需要解決以下兩個方面：

*，現(xiàn)代智能化儀表都追求高動態(tài)響應(yīng)速度，這就需要勵磁周期必須足夠

?。▃ui小為工頻周期）。但是過高的勵磁頻率將使零點(diǎn)漂移不穩(wěn)定，加大了對信號處理的難度。所以在電磁流量計(jì)的信號處理中必須在響應(yīng)速度和信號穩(wěn)定性方法之間綜合考慮。

第二，在實(shí)際的流量信號中，％（微伏級）和eo（zui大達(dá)到幾百毫伏）相差很大，差不多將近千倍以上。此時(shí)如果用放大器直接對信號進(jìn)行放大計(jì)算％，

則由于％的存在而使放大器輸出飽和，無法測得％值。所以在信號處理中必須在盡量消除eo的影響的前提下有效的放大％值。

二、基線控制的反饋式信號處理方法

目前，電磁流量計(jì)的信號處理方法一般由以下幾種：電容隔離法、零點(diǎn)漂移反饋法和三次采樣法。但是，電容隔離法由于在處理過程中信號會失真，無法使用在高精度測量場合，零點(diǎn)漂移反饋法的響應(yīng)時(shí)間過長，無法用在需要快速反應(yīng)的環(huán)境中，而三次采樣法則由于是建立在零點(diǎn)漂移是均勻的假設(shè)上的。所以，這三種方法在需要高精度，高響應(yīng)速度的環(huán)境中可能會無法很好的滿足要求，需要另外設(shè)計(jì)一種信號處理方法上海大學(xué)教授結(jié)合早期反饋是信號處理方法和零點(diǎn)漂移反饋法的各自優(yōu)點(diǎn)，提出了一種基線控制的反饋式信號處理方法。提出將矩形負(fù)（或正）恒定勵磁段下的某個信號值作為后續(xù)信號的相對基線值，經(jīng)放大器放大后直接送入基線調(diào)節(jié)器與期望基線值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)以基線為標(biāo)準(zhǔn)的平移控制。放大后的信號

經(jīng)過兩個采樣保持器的操作輸入到差分減法器實(shí)現(xiàn)高精度減法，zui終獲得的流量信號。基線控制法能在消除零點(diǎn)漂移的基礎(chǔ)上，采用較高勵磁頻率實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)高動態(tài)響應(yīng)的特性，同時(shí)又有效地放大了信號，使低勵磁電流下的測量也具有較高的信噪比