pid控制图中电磁电磁流量计

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电磁流量计的安装方位通常分为垂直安装和水平安装，最适宜的方位可帮助避免气体的累积和测量管内的残渣存积。
垂直安装：这种方位对易自排空管道系统很理想，并可不加空管检测电极。
水平安装：测量电极平面必须水平，这样可以防止由于夹带的气泡而产生的电极短时间绝缘。注意：空管检测功能仅当测量装置为水平安装及变送器外壳向上时能正确工作。如果振动非常剧烈，应将传感器和变送器分开安装。
1、支撑：如果公称直径为DN≥350，在能忍受足够负载的基座上安装变送器。注意不允许利用外框承住传感器的重量。这会使外框变形并破坏内部励磁线圈。如果可能，安装传感器最好避免例如阀门，三通，弯头等组件。保证以下所需的进口和出口直管段以确保测量精度：入口长度>10×DN出口长度>5×DN传感器及变送器接地传感器处于管道中心位置。
(pid控制图中电磁电磁流量计)

对低功耗电磁流量计的测量电路进行了研究，给出了测量电路的基本组成。根据被测信号的特点，即微弱信号在强下的测量，阐述了测量电路的工作原理。本测量电路主要用于电池供电的电磁流量计中，可以实现便携式低功耗的工作要求。 随着微电子技术的快速发展，特别是一些性能稳定可靠的模块化、高集成度芯片及器件的问世，使得设计低功耗、便携式的现场检测仪表成为可能，也成为今后检测仪表及装置的发展趋势。而在流量测量应用中，电磁流量计作为无能量损耗的流量测量仪表，以其独特的性能特征，已广泛地应用于工业过程中的各种导电液体的流量测量，形成了独特的应用领域，成为应用越来越广泛的流量测量仪表。目前国内的电磁流量计，普遍为工频交流供电或24V直流供电方式，功耗较大，在仪表便携式和低功耗的要求上没有得到实现。本文中的测量电路主要是应用于由电池供电的电磁流量计中，从励磁方式和测量电路方面进行了低功耗设计，同时满足测量的精度要求，使得电磁流量计的电池供电成为可能，可以更好的适应非市电等野外现场作业等环境，满足仪表便携式、低功耗的要求。 1电磁流量计的工作原理 电磁流量计的测量原理是利用法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时，会在其两端产生感应电动势。表达式为： Ue=BLv（1） 式（1）中，B为磁感应强度，单位是特斯拉（T）；L为测量电极之间的距离，单位是米（m）；v为被测流体在磁场中运动的平均速度，单位是米每秒（m/s）；Ue为感应电动势，单位是伏特（V）。 电磁流量计是依照该定律进行工作的。根据此定律，容易推得流体的体积流量为： 式（2）中Ue为感应电压，单位为V；B为磁感应强度，单位为T，由电磁流量计的励磁系统提供；D为管道内径，即测量电极之间的距离，单位为m；Q为流体体积流量，单位为m3/s。由式（2）可知，只要获得电极感应电压就可推得流体的体积流量。 2励磁方式的低功耗设计 电磁流量传感器采用三值低频矩形方波的励磁方式[1]，三值低频矩形方波励磁的作用是产生感应强度B，励磁波形如图1所示。 励磁信号的周期选为160ms，即励磁频率为6.25Hz，为工频的八分频，可对工频起到正负抵消的作用。且三值矩形方波可以较好地消除测量电极两端产生的极化效应。励磁部分的功耗约占整机功耗的多半部分，通过单片机对模拟开关进行控制，每三秒钟输出一次励磁信号，即4000118588负电池分别提供时长为30ms且幅值等于50mA的励磁电流，如图1所示。当采用正负两组电池供电时，正电池提供正向励磁电流，负电源提供反向励磁电流，估算得正负电池用于励磁部分每年的耗能均为（单位为Ah）： W=（30×103/3）×365×24×50×10-3=4.38Ah 采用一次性锂电池供电，可以满足电池供电的低功耗要求。 3测量电路的设计 本文中的测量电路是用于由电池供电的小口径电磁流量计中，采用了低功耗设计，不同于交流供电的电磁流量计[2]，它通过对单片机的输入输出口进行控制，实现了分时供电与休眠，选择三值低频矩形方波励磁，降低励磁部分的耗能，从而达到低功耗设计的要求。由于从前端传感器检测到的信号的内阻一般为几Mω，要保证仪表的较高精度，故对整个放大电路的精度要求更高。设计测量电路图如图2所示。 测量电路主要由前置放大电路、二阶低通滤波器、电压高增益放大级和A/D转换电路以及单片机组成。 3.1前置放大电路 由于励磁产生的磁感应强度信号为6.25Hz，则感应电动势也为同频率的交流信号，它即是被测信号。由于被测流体的内阻很大（与流体的电导率直接相关），高达几Mω，故测量电路的级A1采用美国MAXIM公司的高精度增益可调的仪表放大器MAX4194，输入阻抗为1000Mω，±2.5双电源供电，外接元件少，功耗低，符合仪表小型化的要求，并可通过外接精密电阻Rg1（图2）来调节放大倍数。该放大增益的计算公式为： 考虑到被测信号中强噪声的存在，减少噪声进入后续电路以及使得精密仪用放大器处于线性工作区，选级放大倍数约为10，即Rg1为4.7kω或5.1kω。 3.2二阶低通滤波器 第二级采用典型的二阶低通滤波器。 图2中R1、R2、C1、C2、A2构成了二阶压控电压源有源低通滤波器[3]。A2为美国MAXIM公司低温漂的运算放大器MAX4477。由电路可知，通带电压放大倍数为： 传递函数为： 其中特征角频率 我们将f=f0时电压放大倍数的模与通带电压放大倍数之比称为Q值，即等效品质因素： 根据式（4）求得低通滤波器的幅频特性： 因此，当励磁频率选为6.25Hz时，取 综合式（5）、（6）、（8）、（9），我们选取适合的数值： 使得低通滤波电路在6.25Hz的特征频率下有很好的低通滤波效果。 3.3高增益电压放大级 第三级采用可调高增益电压放大电路。由MAX4197和MAX4194组成，MAX4194外接精密电阻用来调节放大器的增益。在这一级的输出端用电容C3，结合由单片机控制输出信号的模拟开关，形成反馈将噪声信号取回，与待测的流量信号形成差动信号，有效减少噪声信号的。由于是两个放大器级联，故可以满足电路对信号的放大要求，使得整体放大倍数达到5万倍左右，输出信号的幅值达到0.4～2.4V，进入后续的A/D转换部分。在没有流量信号进入测量电路时，令单片机输出信号使得开关KA闭合，则放大器与电容形成负反馈闭环电路，把测量电路的固有噪声信号反馈到输入端；待到流量测量信号进入时，断开反馈回路，与电容上的噪声信号构成差动信号，有效抑制了。 3.4双积分A/D转换器 由于本设计采用电池供电，主要的噪声来自于外部的工频，为了降低功耗并有效滤除工频信号，并不利用单片机的内部逐次逼近式A/D转换，而是采用独立的外接双积分A/D转换器[4]。双积分A/D转换器适用于转换速度要求不高，精度较高，尤其是对交流工频有较强抗的场合。通过选择高精度双积分转换器的基准电压源，利用单片机内部的定时器与计数器，并结合外部模拟开关的选通与截至达到对测量信号的A/D转换功能。 双积分A/D转换器由R6、C4、A5、过零比较器以及单片机的内

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