电磁流量计的转换器的要求

因为电磁流量计的流体流动产生的感应电势十分微弱，采用50HZ交流电源供电，因而各种干扰因素的影响很大。电磁流量转换器的作用是把电磁流量传感器输出的毫伏级电压信号放大，并转换成与被测介质体积流量成正比的标准电流、电压或频率信号输出，同时能抑制主要的干扰信号。但是质量好的电磁流量计的转化器需要满足什么参数呢，我们参照代表性的美国威盾VTON的进口电磁流量计的转化器的特征进行描述。

电磁流量计的转换器应满足下列要求：

1、 线性放大能力

转换器应具有高稳定性能的线性放大器，能把毫伏级流量信号放大到足够高的电平，并线性地转换成标准电信号输出。

以美国威盾VTON的进口电磁流量计为例，电磁流量计输出4~20mA送去系统中进行显示，或进入二次表进行显示，这个信号用来显示的是瞬时流量，但是如果系统中或者二次表中，这点的流量需要进行累计，那用到的就是脉冲信号。一个脉冲信号对应一定的流量值，在系统中进行叠加，从而计算累积流量。这两种信号是互不干扰的。

2、 要求转换器具有很高的输入阻抗

由于感应电动势的通道是两个电极间的液体，被测液体的导电性能往往很低，例如100㎜管径，被测介质是蒸馏水时，内径约为20KΩ左右。转换器的输入阻抗越高，测量时就不容易受传感器内阻变化的影响，可测介质的电导率下限也可降得越低。另外，即扩大了电磁流量计的应用范围。考虑到分布电容的影响，故一般希望转换器的输入阻抗要大于10MΩ，要超过100 MΩ。

3、 转换器能够分辨和抑制各种干扰信号

根据不同的励磁方式，转换器应有相应的措施抑制或消除各干扰信号的影响。

如果采用工频正弦波励磁方式，则存在电磁感应产生正交干扰和与感应电势同相位的共模干扰信号。对于正交干扰信号，一方面在传感器中增加干扰调整机构调零，另一方面在转换器中利用正交干扰电压自动补偿降低正交干扰电势的影响，即将经过主放大器放大后的正交干扰信号通过相敏检波的方式鉴别分离出来，然后反馈到主放大器的输入端，以抵消输入端进来的正交干扰信号。对于共模干扰信号，可在转换器的前置放大级采用差分放大电路，以利用差分放大器的高共模抑制比，使进入转换器输入端的同相干扰信号得不到放大而被抑制。在转换器的前置放大器中增加恒流源电路，能更好地抑制同相干扰。

对于矩形波励磁方式，应避开上升沿和下降沿处的微分干扰采样流量信号。

4、 应能消除电源电压和频率波动的影响

感应电动势与磁场强度有关。如果励磁电源电压和频率有波动，必然要引起磁场强度的变化，从而影响测量的正确性。因此，必须在转换器部分采取措施，以消除电源波动的影响。

对于交流正弦波励磁的电磁流量传感器，磁感应强度B也为与电源频率的正弦信号。当电源电压或频率波动时，也会使感应电动势E波动。所以，在测量流量信号时，如果只测量电势信号E，就会使仪表的工作受电压和频率波动的影响。为了消除电源电压和频率波动的影响，可采用测量比值E/B，而不是仅测量E的方法。这样，从流量的基本测量关系式可知，当管道直径D固定时，所测得的信号E/B恰能反映瞬时体积流量qv，消除电源电压和频率的影响。

根据美国威盾VTON的进口电磁流量计的功能可以得出，电磁流量计的转换器主要有以下功能：

　　1.线性放大.具有可调节其放大倍数的线性放大功能，并将不同类型传感器的输出信号转换为标准的电流、电压或频率信号。

　　2.抑制干扰。具有抑制正交干扰、同相干扰、极化电压干扰和其他电磁干扰的能力。具有分辨干扰、抑制干扰、消除干扰的能力。

　　3.提高测量精度。具有足够高的输人阻抗，降低和减小传感器内阻变化的影响，提高测量精度，降低可测流体电导率的下限，扩大流量计应用范围。通常，传感器内阻约为200kΩ，转换器输人阻抗应大于200MΩ

　　4.能够补偿电源电压和频率的影响。交流励磁电源电压和频率的波动将影响输出电动势。为此，电磁流量计的转换器常采用测量流量信号。与励磁电源幅值(Bianca )的比值，而不直接测量感应电动势。对矩形波励磁方式的电磁流量计，磁感应强度不受励磁电源电压和频率影响，可直接测量电动势。

　　因此，仪表对于转换器的线性度、、输入输出阻抗匹配和隔离等有一定要求。

　　1.线性特性。要求转换器的输出信号Y与输入信号X之间具有良好的比例关系，即Y=KX+A，式中K、A为常数。

　　2.输入阻抗和输出阻抗。转换器输入阻抗和输出阻抗必须与输入端仪表和输出端仪表相匹配，才能获得高的转换精度。

　　3.隔离特性。输入电路、输出电路与电源电路在直流电位上应彼此隔离，输入、输出电路 F的接地点应分开，以提高抗*力。

　　转换器达到以上要求，才能保证在转换信息的过程中不发生畸变、失真、延迟。