电磁流量计转换器的研制与开发  十七

第3 章 系统硬件电路设计

本章首先简要介绍了电磁流量计转换器测量系统的硬件基本结构,然后分别对硬件

系统各部分进行详细的介绍，包括电磁流量计原理、励磁信号产生电路、A/D 模数转换输出电路、AT89S52 单片机与显示电路等电路。

3.1 电磁流量计基本原理

电磁流量计由电磁流量传感器、转换器以及显示仪表等组成，也可由电磁流量传感器和显示仪表直接组成。电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律，应用电磁感应原理来测量导管中导电液体的平均流速，基本原理如图3-1 所示。采用不导磁材料制成的流量测量导管，置于均匀磁场中，其内径为D，内壁衬有绝缘材料。导电液体在管道中流动时，即作切割磁力线的运动，若所有流体质点都以平均流速v 运动，则液体流速在整个管道截面上是均匀一致的。这样，就可以把液体看成许多直径为D 的连续运动着的薄圆盘。这种由液体组成的薄 圆盘等效于长度为D 的导电体，其切割磁力线的运动速度为υ 。根据上述电磁感应原理可知，在液体圆盘内将产生感应电动势，其大小为：E = BvD (3-1)

式中： E —感应电动势；

B —磁感应密度；

v —平均流速；

D—管道内径。

因为这种液体圆盘是连续不断地通过磁场，所以就能产生连续的感应电动势。如果磁场是交变磁场，则产生的感应电动势也就是交流感应电动势，其变化频率和磁场变化的频率相同。现在，一般工业用的都是交流磁场的电磁流量计。

流经圆形导管的体积流量为被测介质的平均流速与导管流通截面积的乘积。

即若感应强度不变，流体充满管道流动，电磁流量计的感应电势与流量成线性关系。

电磁流量计