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電容式電磁流量計(jì)的去噪問(wèn)題
2013-03-17
電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制作的流量計(jì)，在實(shí)際研發(fā)中會(huì)遇到許多噪聲問(wèn)題。圖1列出其每個(gè)組成部分可能引入的噪聲，這些噪聲以不同的形式和方式進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)，成為提高信噪比和測(cè)量精度的障礙。本文通過(guò)分析傳感器前端遇到的噪聲的產(chǎn)生機(jī)制得出對(duì)應(yīng)的解決方案。
以往的電磁流量計(jì)的電極部分是以金屬導(dǎo)體的形式與被測(cè)液體產(chǎn)生接觸的，被測(cè)流體流動(dòng)時(shí)與電極部分產(chǎn)生碰撞形成不規(guī)則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計(jì)，電極部分不與被測(cè)流體直接接觸而是透過(guò)管壁與流體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)。
使用導(dǎo)電片為電極附著在測(cè)量管道外形成電容式電極，進(jìn)而管道內(nèi)表面無(wú)任何其他物質(zhì)，被測(cè)流體在管體內(nèi)暢通無(wú)阻，沒(méi)有雜散噪聲產(chǎn)生。
此干擾來(lái)源之一是外部電場(chǎng)，主要是工頻電場(chǎng)以串模耦合形式通過(guò)被測(cè)流體等外部媒介進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，其次是系統(tǒng)供電電源和勵(lì)磁信號(hào)引入的工頻形式的干擾，此工頻干擾的特點(diǎn)是幅值遠(yuǎn)大于流量信號(hào)且無(wú)處不在并隨工作現(xiàn)場(chǎng)的不同其形式如頻率、幅值也有所變化。
消除其串模干擾的方法是將被測(cè)流體良好接地，使此工頻信號(hào)成為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓，整個(gè)系統(tǒng)的零電位隨串模信號(hào)的變化而變化，但其內(nèi)部的電壓是不隨其變化的。再就是窄帶濾波，去除信號(hào)處理板引入的工頻噪聲。
1.1.5共模/差模干擾
外部干擾電場(chǎng)耦合進(jìn)入傳輸線部分，具有混合有共模和差模形式的干擾，此干擾具有不確定性，隨時(shí)間地點(diǎn)的不同而變化。去除方法是將傳感器與放大電路的長(zhǎng)連接線以雙絞線的方式纏繞，從而減小回路面積以降低差模形式的感應(yīng)電壓。由于傳輸線間很接近，使得每纏繞兩圈分別獲得的容性耦合干擾大小相等而極性相反，進(jìn)而消除了整根雙絞線引入的差模干擾，在后期的放大電路中使用運(yùn)算放大器進(jìn)行差動(dòng)放大消除共模干擾。
來(lái)源：電池測(cè)試儀 http://rengken.cn/
以往的電磁流量計(jì)的電極部分是以金屬導(dǎo)體的形式與被測(cè)液體產(chǎn)生接觸的，被測(cè)流體流動(dòng)時(shí)與電極部分產(chǎn)生碰撞形成不規(guī)則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計(jì)，電極部分不與被測(cè)流體直接接觸而是透過(guò)管壁與流體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)。
使用導(dǎo)電片為電極附著在測(cè)量管道外形成電容式電極，進(jìn)而管道內(nèi)表面無(wú)任何其他物質(zhì)，被測(cè)流體在管體內(nèi)暢通無(wú)阻，沒(méi)有雜散噪聲產(chǎn)生。
此干擾來(lái)源之一是外部電場(chǎng)，主要是工頻電場(chǎng)以串模耦合形式通過(guò)被測(cè)流體等外部媒介進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，其次是系統(tǒng)供電電源和勵(lì)磁信號(hào)引入的工頻形式的干擾，此工頻干擾的特點(diǎn)是幅值遠(yuǎn)大于流量信號(hào)且無(wú)處不在并隨工作現(xiàn)場(chǎng)的不同其形式如頻率、幅值也有所變化。
消除其串模干擾的方法是將被測(cè)流體良好接地，使此工頻信號(hào)成為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓，整個(gè)系統(tǒng)的零電位隨串模信號(hào)的變化而變化，但其內(nèi)部的電壓是不隨其變化的。再就是窄帶濾波，去除信號(hào)處理板引入的工頻噪聲。
1.1.5共模/差模干擾
外部干擾電場(chǎng)耦合進(jìn)入傳輸線部分，具有混合有共模和差模形式的干擾，此干擾具有不確定性，隨時(shí)間地點(diǎn)的不同而變化。去除方法是將傳感器與放大電路的長(zhǎng)連接線以雙絞線的方式纏繞，從而減小回路面積以降低差模形式的感應(yīng)電壓。由于傳輸線間很接近，使得每纏繞兩圈分別獲得的容性耦合干擾大小相等而極性相反，進(jìn)而消除了整根雙絞線引入的差模干擾，在后期的放大電路中使用運(yùn)算放大器進(jìn)行差動(dòng)放大消除共模干擾。
來(lái)源：電池測(cè)試儀 http://rengken.cn/
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