插入式電磁流(liú)量(liàng)計原(yuán)理與線性度評(píng)定
近(jìn)年(nián)來(lái),随着流量(liàng)計量(liàng)行業(yè)的發(fā)展, 電磁流量計(jì) 以其(qí)無可動部件、無壓力損失(shī)、測量(liàng)量程(chéng)範圍寬(kuān)等優點(diǎn)應用與各(gè)種場(chǎng)合,而在(zài)使(shǐ)用過(guò)程中遇到(dào)的一(yī)個難(nán)題就(jiù)是如(rú)何提(tí)高 大口徑大流(liú)量計 量的(de)準确(què)度(dù)。如果使(shǐ)用管道(dào)式電磁(cí)流量計測量大口徑(jìng)管道流量(liàng),則其體(tǐ)積(jī)大、加(jiā)工成本(běn)高并且(qiě)标定和(hé)安(ān)裝維(wéi)修都(dōu)十分困難(nán),給工(gōng)程應用帶(dài)來很(hěn)多不便。所(suǒ)以在這(zhè)種(zhǒng)情況下,一般用插入(rù)式電(diàn)磁流量計 代替(tì)管道式電(diàn)磁流量計(jì)用于(yú)測量(liàng)大(dà)口徑管道的流(liú)量。 但是插入(rù)式電磁流(liú)量計會産(chǎn)生非線性現(xiàn)象,影響測量(liàng)的準确性(xìng)。現在(zài)很多學者(zhě)解決這(zhè)個問題多采用的是多(duō)段非(fēi)線性(xìng)補(bǔ)償方法(fǎ),把真個量(liàng)程範圍裏(lǐ)面的流量分成多個(gè)流(liú)量段,再(zài)分别(bié)求解出不同(tóng)階(jiē)段的流量系數,從而可(kě)以得出(chū)各個階(jiē)段的流量值(zhí)。但(dàn)是(shì)這種(zhǒng)方法(fǎ)使用起來比較(jiào)複雜(zá),且精度也受到了限(xiàn)制。所(suǒ)以本文從(cóng)電(diàn)磁流(liú)量計自(zì)身結構處罰,找(zhǎo)出産生非線性(xìng)現象的原因,從(cóng)源頭上找(zhǎo)出提(tí)高(gāo)插入(rù)式電磁(cí)流量計線(xiàn)性(xìng)度(dù)的方(fāng)法。 插入式電磁(cí)流(liú)量(liàng)計工(gōng)作原(yuán)理 插入式(shì)電磁(cí)流量計測(cè)量原理(lǐ)是基于(yú)法拉第電(diàn)磁感(gǎn)應定(dìng)律e=blν 其(qí)中,e爲兩電(diàn)極(jí)之間産生(shēng)的感應電動(dòng)勢,b爲(wèi)磁(cí)感應強度,l爲切割(gē)磁感(gǎn)應線(xiàn)的有效長(zhǎng)度,ν爲平均流速(sù),流(liú)質爲導電介(jiè)質,原理如圖(tú)1所(suǒ)示。 并且(1)式經(jīng)變(biàn)換可表(biǎo)示爲(wèi) 當b和l都(dōu)爲(wèi)常數(shù)時,隻要(yào)測得感(gǎn)應電(diàn)動勢e就可(kě)以得到平均流(liú)速ν,因被測管道(dào)的橫截面積已(yǐ)知,這樣就(jiù)可以很容(róng)易求(qiú)得某(mǒu)導電流(liú)質的體積流(liú)量。 其中,d爲(wèi)被測管道(dào)内徑qv爲體(tǐ)積流量。 由(yóu)(3)式可知,當插入(rù)管道結構一定時,體積(jī)流量qv與比值(zhí)e/b成正比,而(ér)與流體的(de)溫度、密度(dù)、管(guǎn)内壓力(lì)等無關(guān)。當(dāng)磁感應(yīng)強度b爲常數(shù)時,體(tǐ)積流(liú)量qv與(yǔ)感應電(diàn)動(dòng)勢e成(chéng)正比,即體積流(liú)量與感(gǎn)應電動(dòng)勢之間是(shì)完全(quán)呈線(xiàn)性(xìng)關系(xì)的(de)。 傳感器線(xiàn)性度評定 線性度是(shì)傳感器的主要(yào)靜(jìng)态(tài)性能指标(biāo)之一,其(qí)定義爲(wèi)測試系統的輸(shū)出和輸入(rù)系統(tǒng)能否想理想系統(tǒng)那天(tiān)保持正(zhèng)常值比例關系(xì)(線性(xìng)關系(xì))的一(yī)種度量(liàng)。線(xiàn)性度(dù)反應了校準曲(qǔ)線(xiàn)與某一規定(dìng)直線一緻的程(chéng)度,詞(cí)規(guī)定直線(xiàn)即爲按(àn)一定方(fāng)法确定的理想直線(xiàn)。線性度又(yòu)稱爲非線性度(dù),參考(kǎo)gb/t18459-2001《傳感器主(zhǔ)要靜(jìng)态(tài)性能指(zhǐ)标計算方法》中的線性度定義(yì):正、反行程(chéng)實際(jì)平均特(tè)性曲線(xiàn)相對(duì)于(yú)參比直(zhí)線(拟(nǐ)合(hé)直線)的(de)最大偏差,用滿(mǎn)量程輸出的百(bǎi)分比來(lái)表示。這(zhè)一指标通(tōng)常以(yǐ)線性(xìng)誤差(chà)表示 本(běn)文采用最小(xiǎo)二乘法進行(háng)線(xiàn)性度(dù)評定,即拟合直線(xiàn)爲最小(xiǎo)二乘直(zhí)線。最小(xiǎo)二乘直線保證(zhèng)了傳(chuán)感器(qì)至極輸出的平(píng)均值(zhí)對它的偏差的(de)平方(fāng)和(hé)爲最小(xiǎo),即可(kě)以(yǐ)保(bǎo)證拟(nǐ)合直(zhí)線得到的(de)結果(guǒ)與實測結(jié)果之間(jiān)的(de)偏差很小,更具可靠(kào)性。根據定義,線(xiàn)性度(dù)即是校準(zhǔn)曲線對這(zhè)條最小二乘拟合直(zhí)線的偏(piān)離(lí)程度。
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