低功耗电池供电电磁流量计研究与设计 十二

2.3 电磁流量计传感器结构设计

传感器结构中最关键的就是磁场的产生。论文设计了由激磁绕组和铁心组合构成传感器的励磁结构，用来产生工作磁场。工业中使用的电磁流量计大都采用电磁铁产生磁场。这里选用组合电磁场，如图2-1 所示，将励磁线圈对称分布于测量管两侧，从而使得测量导管位于由线圈产生的均匀磁场中，且磁力线与导管的轴线垂直，这种结构就可以形成了电磁流量计的工作磁场。

首先来分析空心组合电磁路。空心组合电磁路，即是不加入铁芯，由两个或两个以上电磁线圈组成同一个磁回路的磁路。图2-2 是由两个匝数和尺寸都完全相同的线圈组成的电磁路。其中，b 是线圈的厚度；a 是线圈内孔的长； N L 是构成组合电磁路线圈的长度，Lg 是组合电磁路中两个线圈间的距离。

由图2.3 中磁力线的分布可以看出，在组合电磁场中，每一个线圈都会产生磁场，并且每两个线圈间磁场都会互相影响，当两个线圈中的磁场方向一致时互相加强。但如果两线圈之间的距离逐渐增大并且达到Lg=Lgr（通常叫临界距离）时，两线圈的磁场就互相不受影响。此时组合电磁场的实际磁感应强度就等于单独一个空心线圈的磁场。

因此，根据线圈的几何尺寸，通过计算电磁路尺寸比例系数、电磁路工作点坐标比，即可得到磁场强度的理论值。

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