電磁流量（liàng）轉換器主要特點與（yǔ）性能

電磁流量轉換器的作用（yòng）是把（bǎ）電磁流量傳感器輸出的毫伏級電壓信號放大，並轉換成與被測介質體積流量成正比的標準（zhǔn）電（diàn）流、電壓或（huò）頻率信號輸出，以便與以儀表及調節器配合，實現流量的指示、記錄、調節和積算。

根據電磁流量（liàng）傳感器的特點，要求轉換（huàn）器具備以（yǐ）下幾個方麵的性（xìng）能：

1.線性放大能力

轉換器應具有高穩定性能的線性放大器，能把毫伏級流量信號放大到足夠高的電平，並線性地轉換成標準（zhǔn）電信（xìn）號輸出。

2.能夠分辨和抑製各種幹擾信號

根據不同的勵磁方式，轉換器應（yīng）有相應的措施抑製或消除各幹（gàn）擾信號的（de）影（yǐng）響。

對於正交（jiāo）幹擾，除了傳感器中的幹擾調整機構調零外，轉換器中應有分辨和（hé）抑製正交幹擾的機構，以消除傳感器中剩餘的正交幹擾信號。否則，這些幹擾信（xìn）號同樣會被轉換器的放大器（qì）放大，嚴重（chóng）影響儀表工作。對正交幹擾的抑製方法一般是將經過主放大器放大（dà）後的正交幹（gàn）擾信號（hào）通過相敏檢波的方式鑒別分離出來，然後反饋到主（zhǔ）放大器的輸入端，以抵消輸入端進來的正交幹（gàn）擾（rǎo）信（xìn）號。

對幹（gàn）同相幹擾，由於產生的原因比較複雜，抑製的方法也較多。在傳感器方麵，將電*和勵磁線圈在幾何形（xíng）狀、尺寸以及（jí）性能參數上做（zuò）得（dé）結（jié）構均勻（yún）對稱、並分別嚴格屏蔽，以減少（shǎo）電*與勵磁線圈之間（jiān）的分（fèn）布電容影響。另外，單獨、良好的接地也十分重要，減少（shǎo）接地電阻可以減小由於管道雜散電流（liú）產生的同相幹擾電勢。在轉換器方麵，通常是在轉換器的前置放大級采用差分放大（dà）電路（lù），以（yǐ）利用差分放大器的高共模抑製比，使進入轉換器輸入端的同相（xiàng）幹擾信號得不（bú）到放大而被抑製。在轉換（huàn）器的前置放大（dà）級中（zhōng）增加恒流源電路，能更好（hǎo）地抑製同相幹擾。

對於方（fāng）波勵磁，應避（bì）開上升（shēng）沿（yán）和下降沿處的微分幹擾采樣流量信號。

3.應有足夠高（gāo）的輸入阻（zǔ）抗

電磁流量轉換器必（bì）須有足夠高的輸入阻（zǔ）抗（kàng），以克服傳感器內阻變化帶來（lái）的影響，提高測（cè）量精準度。

由於電磁流量傳感器的內阻很高，一般可高達（dá）幾十到幾百千歐（與被測介質（zhì）的電導率和電（diàn）*直徑有關）。因此轉換器（qì）必須有足（zú）夠（gòu）高的輸（shū）入阻抗，以提高測量準確度和加長傳（chuán）輸信號導線。如圖7-12所示（shì）為傳感器和轉換器的等效電路，圖中，e是傳感器產生的（de）流量電勢信號，r是傳感器（qì）內阻（zǔ），RL為轉換器輸入阻抗，ex是轉換器接收到的流量電（diàn）勢信號。

當傳感器與轉換器連接在（zài）一起時，傳感器產生的流量信號電勢為e，而傳送給（gěi）轉換器的信號僅為ex，顯然，ex〈e，有一部（bù）分信號電勢消耗在傳感器內阻r上，根據歐姆定律可知

如果欲保證0.1%的（de）傳輸精度，也就是ex≥0.999e，則r與（yǔ）RL之間（jiān）必（bì）須滿足

從式7-9可以推得：RL≥0.999Fr≈1000r。

如果傳感器內（nèi）阻r為200kΩ，則為了保證0.1%的傳輸精度，轉換器的輸入阻（zǔ）抗必須大於或（huò）等於200MΩ。如果傳感器內阻再提高，則轉換器的輸入阻抗也應更高。

傳感器內阻與被測介質的電導率δ以及電*與介質的接觸麵積有關，對於通常采用（yòng）的圓形電*來說（shuō），如（rú）果電*直徑d相對於兩電*間的距離D很小時（shí），可以近似地用下式來計算傳感器內阻

假設（shè）電*直徑為1cm，則為使傳感器內阻不超過200kΩ，被（bèi）測介質（zhì）的電導率的*小值應控製在

表7-3列出（chū）了部分液體(液體（tǐ）流量計)的介質電導率，從表中可以看出，這個電導（dǎo）率相當於（yú）蒸餾水的電導率。一般（bān）可以認為這個（gè）值是目（mù）前通用電磁流量計可測量的介質電導率下限。如果希望測量電導率更低（dī）的流體介質（zhì）而又（yòu）不影響（xiǎng）傳輸精度，則轉換器應（yīng）有更高的輸入阻抗。一般轉換器的*小（xiǎo）輸入阻抗約達200MΩ，目前國內（nèi）一些較好的轉換器，輸入阻抗已可達10000MΩ以上。

轉換器（qì）的輸入阻抗RL越高，測量時就越（yuè）不容易（yì）受傳（chuán）感器內阻（zǔ）r變化的影響，可測介質的電導率下限也可降得越低，即擴（kuò）大了電磁流量計（jì）的應用範圍。國外有特殊結構（gòu）的電磁（cí）流量計（jì），用與液體不接觸的電*以電容方（fāng）式傳送（sòng）流量信號，可測（cè）電導率（lǜ）下限達（dá）10-8S/cm的液體。

4.應能消除電源電壓和頻率波動的影響

對於交流勵磁的電磁流量計，從式7-4可以看出，即使（shǐ）管徑（jìng）D和平均（jun1）流速u保持不變，當電（diàn）源電壓或頻率波動（dòng）時，也會使（shǐ）電勢信號e波動。所（suǒ）以，在檢測流量信號時，如果隻檢測電勢信號e，就會使儀表的工作受電壓和頻率波（bō）動的影（yǐng）響。為了消除電壓和頻率波動的影（yǐng）響，可采用測量比值e/Bmsinwt，而不（bú）是僅測（cè）量e的方法。這樣，從流量的基本測量關（guān）係式7-5可（kě）知，當管道直徑D固定時，所（suǒ）測得的信號e/Bmsinwt恰能（néng）反映流量qv，消除了電源電壓和（hé）頻率的影響（xiǎng）。較早期的（de）工頻勵磁（cí）電磁流量（liàng）轉換器采用霍爾乘法器實現e/B的除法運算，由於霍爾乘（chéng）法器體積（jī）大，工藝（yì）複雜，穩定性又較差，可用乘法電路代替（tì）霍爾乘法器。

對於方波勵磁的電磁流量計，由於B已基本不（bú）受電源的影響，所（suǒ）以不需要（yào）測量e/B，可直接避開微分幹擾采樣流量信號。