低功耗电池供电电磁流量计研究与设计 十六

3.1.2 电磁流量计工频正弦波励磁

1917年，C.G.Smtih和J.Slepian首先提出利用工频正弦波励磁磁场来消除直流励磁中电极极化效应的构思。1938年，A.Kolin再次提出利用正弦波励磁技术取代直流励磁技术，但工业发达国家真正实现工频正弦波励磁技术是20世纪50年代，工频正弦波励磁技术才真正实现了电磁流量计的大规模工业应用。工频正弦波励磁技术是利用50Hz正弦波交流电给电磁流量传感器励磁线圈供电。相比于直流励磁技术，它的优点是能够基本消除电极表面的极化现象，有效降低电极电化学电势的影响和传感器的内阻。另外采用工频正弦波励磁技术，其传感器输出流量信号仍然是工频正弦波信号，实际应用中正弦波更易于进行放大处理，而且能够避免直流放大器存在零点漂移等问题。而且，励磁电源选用生产生活供电即可，简单方便。但是，工频正弦波励磁技术会带来一系列电磁感应干扰和噪声。首先，电磁感应会产生正交干扰（又称为变压器效应），其干扰要远远大于流量信号，且幅值与频率成正比，相位比流量信号滞后90°，因此如何克服正交干扰电势的影响是正弦波励磁技术的主要难题。其次，工频正弦波供电电源存在频率不稳定和电源电压幅值波动的影响，产生供电电源性干扰。第三，存在电磁感应的涡流效应。由于分布电容、杂散电流的存在产生同相干扰，这些干扰电势的特点是它的频率和工频一致，叠加在流量信号之中难以消除，以致电磁流量计零点不稳定。虽然采用相敏整流、严格的电磁屏蔽和线路补偿、电源补偿、自动正交抑制系统等技术措施以消除与流量信号频率一致的工频干扰电压，但由于正交电势的幅值比流量信号电势幅值大几个数量级，正交抑制系统等抗干扰技术措施的任何不完善，都可能引起一部分正交电势转化为同相干电，导电磁流量计零点不稳定，精度难以提高。

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