摘(zhai)要:爲了(le)實現較(jiao)高的勵(lì)磁頻率(lü)，提高響(xiǎng)應速度(du),同時減(jiǎn)少電磁(ci)流量計(ji) 的功耗(hào)，提出基(jī)于電壓(yā)電流比(bi)值的瞬(shùn)态測量(liang)方法,确(que)🛀定電壓(ya)電流比(bi)值與流(liu)量之間(jian)的關系(xì)。設計了(le)基于DSP的(de)硬件,采(cai)集瞬态(tài)時的勵(li)磁電流(liu)和信号(hào)電壓來(lái)驗證該(gai)處理方(fāng)法，離線(xian)數據分(fen)析表明(míng)，電壓電(diàn)流比值(zhí)與流量(liàng)有良好(hǎo)的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線性(xìng)關系。設(shè)計的DSP軟(ruǎn)件可實(shi)時🔞實現(xian)瞬态測(cè)量方法(fǎ)，并進行(háng)水流量(liàng)标定和(he)功耗測(ce)✨試實驗(yàn)。實驗結(jie)果表明(ming)，流量測(cè)量精度(dù)到0.5級，與(yu)普通電(dian)磁流量(liàng)計相同(tóng)。功耗對(dui)❄️比表明(ming),基🌈于瞬(shun)态測量(liàng)原🈲理的(de)電磁流(liú)量計的(de)勵磁功(gōng)耗是普(pu)通電磁(ci)流量計(ji)的30%。
1引言(yan)
　　電磁流(liu)量計是(shì)一種基(ji)于電磁(cí)感應定(ding)律測量(liàng)導電液(yè)體㊙️體積(ji)流量的(de)儀表。由(yóu)于其測(cè)量管道(dào)内無阻(zu)擋體、耐(nai)腐蝕性(xing)強、可靠(kao)性高，且(qie)不受流(liu)體密度(dù)、黏度、溫(wēn)度、壓力(lì)🔱變化的(de)影響，所(suǒ)以，在石(shí)油、化工(gōng)、冶金、造(zao)紙等行(hang)業得到(dao)較爲廣(guǎng)泛的應(ying)用，被用(yòng)于水流(liu)量和漿(jiang)液流量(liàng)的測量(liang)[1,2]目前電(diàn)磁流量(liang)計在水(shui)流量測(cè)量時大(dà)多采用(yong)低頻矩(jǔ)形波或(huo)三值波(bo)勵磁.[3-5]，勵(lì)磁電流(liú)需要保(bao)持足夠(gòu)時間的(de)穩定段(duàn)，以使傳(chuán)感器輸(shū)出信号(hào)獲得較(jiào)長時間(jian)的平穩(wen)㊙️段,保證(zheng)其測量(liàng)精度。在(zài)用于漿(jiāng)液測量(liàng)時,爲了(le)克服漿(jiāng)液噪聲(sheng)對流量(liàng)信号的(de)影響，大(dà)多采用(yong)高頻勵(li)磁方法(fǎ)。通過采(cǎi)用高低(dī)壓勵磁(ci)的🌂方法(fa)使電流(liú)快速進(jìn)入穩态(tài)，即在提(tí)高勵磁(cí)頻率的(de)情況下(xia)保證勵(lì)磁電流(liú)進入穩(wen)态;但是(shì)，無論水(shuǐ)流量測(cè)量時的(de)低頻勵(lì)磁，還是(shì)漿液流(liu)量測量(liàng)☔時的高(gāo)頻勵磁(ci)，都是在(zai)勵磁電(dian)⁉️流的穩(wen)态段拾(shi)🔞取對應(yīng)的.傳感(gan)器信号(hào),即都是(shì)利用勵(lì)磁電流(liu)的穩态(tai)段進行(hang)測量，需(xū)要維持(chí)勵磁電(dian)流的穩(wěn)定,這将(jiang)導緻電(diàn)磁流量(liang)計✏️的勵(lì)磁功耗(hao)🏃‍♂️大,發熱(rè)嚴重，影(yǐng)響其使(shǐ)用壽命(mìng)。爲了降(jiang)🐅低功耗(hao),文獻[9]對(dui)勵磁電(diàn)流的瞬(shùn)态過程(cheng)進行了(le)研究,驗(yàn)證了瞬(shun)🎯态測量(liang)的可行(hang)性。相比(bi)穩态測(ce)量,瞬态(tài)測量時(shí)的勵磁(ci)電流不(bu)需要進(jin)入穩态(tài)，也不需(xū)要恒流(liu)源來穩(wen)定勵磁(ci)電流，可(ke)有效地(di)降低勵(li)磁功耗(hao),并有利(lì)👣于實現(xiàn)較高的(de)勵磁頻(pin)率;但是(shì)，瞬态時(shi)♊的勵磁(cí)電流和(he)信号電(diàn)壓都處(chu)于動态(tài)上升過(guo)程🍉，信号(hào)的幅值(zhí)同時與(yǔ)流量和(he)時間有(you)關,而且(qiě)此時微(wēi)分幹擾(rao)也不能(neng)忽略，導(dao)緻信号(hào)電壓與(yǔ)流量之(zhi)間的關(guan)系難以(yi)确🏃‍♂️定。文(wen)獻[9]先求(qiu)❓出輸出(chu)電壓兩(liǎng)個指數(shu)項的系(xì)數，再利(li)用得到(dao)的系數(shu)間接求(qiú)得與流(liú)速對應(yīng)的結果(guǒ),并通過(guò)對離線(xian)數據處(chù)理,驗證(zheng)了瞬✌️态(tài)測量的(de)可行性(xing);但💋是，該(gāi)方式求(qiú)解過程(chéng)較爲複(fu)雜，不利(lì)于實時(shí)實現。
　　爲(wei)此,分析(xī)電磁流(liú)量計瞬(shùn)态過程(chéng)的信号(hao)模[10,11]型，提(tí)出電壓(ya)電流比(bi)💃🏻值的處(chù)理方法(fǎ)，确定了(le)電壓電(diàn)流比值(zhí)🌍與流量(liàng)之間的(de)關系;定(ding)量🐇計算(suàn)并比較(jiao)了穩态(tài)測量和(hé)瞬态測(cè)量時勵(li)磁線圈(quan)上的功(gōng)耗;設計(jì)基于DSP的(de)硬件，采(cǎi)集電壓(ya)電流數(shù)據進行(hang)了離線(xiàn)驗證;研(yan)制DSP軟件(jiàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，實時實(shí)現瞬态(tai)測量方(fang)法;進行(háng)水流量(liang)🐅标定實(shi)驗驗證(zheng)。
2瞬态測(ce)量原理(li)
2.1信号模(mo)型
　　瞬态(tai)測量由(you)于勵磁(ci)時間短(duǎn)，勵磁電(diàn)流和其(qi)感應産(chan)👅生的磁(cí)♋場均不(bú)能達到(dào)穩态，此(cǐ)時的勵(lì)磁線圈(quān)應作爲(wei)一♈-個感(gan)性負載(zai)處理。因(yin)此,在勵(li)磁電流(liú)的非穩(wěn)态上升(shēng)過程中(zhōng),線🐕圈中(zhōng)勵磁電(dian)流爲:

　　式(shi)中:U爲勵(li)磁電壓(yā);R爲勵磁(cí)回路電(dian)阻;α=R/L爲勵(lì)磁回路(lù)時🐕間常(chang)數;L爲㊙️勵(li)磁線圈(quān)電感。管(guan)道中導(dǎo)電液體(ti)流經勵(lì)磁電流(liú)感應産(chan)生的磁(ci)場時,産(chan)生感應(ying)電動勢(shì)。忽略共(gòng)模幹擾(rǎo)等噪聲(sheng)影響☂️，傳(chuan)感器❓電(diàn)極兩端(duān)産生的(de)信👨‍❤️‍👨号電(diàn)壓爲:

　　可(kě)見,信号(hao)電壓主(zhǔ)要由2部(bù)分組成(chéng):一部分(fèn)是導電(diàn)液體流(liú)經磁👉場(chǎng)🍓産生的(de)電壓分(fèn)量即流(liú)量分量(liang)，其大小(xiao)與流量(liang)相關,系(xì)數a對🍉應(ying)流速;另(lìng)一部分(fen)爲微分(fèn)幹擾,其(qi)系數爲(wei)b。分析⛷️可(kě)知，微分(fèn)幹擾♋是(shì)由勵磁(ci)電流變(biàn)化🌈所引(yǐn)起，其㊙️系(xi)數b與管(guǎn)道内流(liú)速無關(guān)。微分幹(gàn)擾不随(suí)流速變(biàn)化，随時(shi)間增加(jia)而逐漸(jian)變小。
2.2電(diàn)壓電流(liú)比值方(fāng)法
　　針對(dui)瞬态測(ce)量,通過(guo)對信号(hào)電壓的(de)分析，确(què)定了信(xìn)号電🤩壓(yā)和勵磁(cí)電流的(de)比值與(yu)流量的(de)線性關(guan)系，提出(chu)了🌈基于(yu)電壓電(dian)流🌍比值(zhi)💋的處理(li)方法。瞬(shun)态測量(liang)勵磁時(shí)間🧡短,勵(li)磁電流(liú)及其感(gan)應産生(shēng)的磁場(chang)均未進(jin)💋入穩态(tai)。在勵磁(ci)電流的(de)上升過(guò)程中，微(wei)分㊙️幹擾(rǎo)隻随時(shi)間變化(huà)，而流量(liang)分量受(shou)到勵磁(ci)電流的(de)影響，其(qí)大💰小不(bu)僅與流(liu)✔️速有關(guan),還随時(shi)間變化(huà)。爲了消(xiāo)除勵磁(ci)電流對(duì)流量分(fèn)量㊙️的影(ying)響,同時(shí)減小電(diàn)流波動(dong)帶來的(de)磁場波(bō)動對信(xìn)号🌍産生(sheng)的影響(xiang),将信号(hào)電壓比(bǐ)上勵磁(ci)電流📐，即(ji)式(2)比上(shàng)式(1),得到(dào):

　　式中:i=1,2.k;ti爲(wei)同相位(wei)對應的(de)時間點(diǎn)。根據式(shì)(4),幹擾隻(zhī)随時間(jiān)💯變化而(ér)與流速(sù)無關，那(na)麽對于(yu)任一同(tong)相位點(dian)t，不🐅同流(liu)量下的(de)幹擾均(jun)爲相同(tong)的确定(dìng)值。即同(tong)相位取(qu)點後幹(gan)🔱擾部分(fèn)相同，電(diàn)🔞壓電流(liú)的比值(zhi)👉隻跟随(suí)流量變(biàn)化。若對(duì)🚶‍♀️電壓電(diàn)流比值(zhi)進行多(duō)個同相(xiàng)位取點(diǎn)并求和(he)，得到:

　　式(shi)(6)中對電(diàn)壓電流(liú)比值取(qǔ)了5個同(tong)相位點(dian)。可知，對(dui)電壓與(yǔ)電🌈流比(bi)值進行(háng)5個同相(xiang)位取點(diǎn)後,在同(tong)一流量(liang)下，每📱個(ge)同相位(wei)點的幹(gan)擾部分(fèn)B(t)均是确(que)定值，則(ze)求和之(zhi)後的也(ye)是一個(gè)确定值(zhi)。又由于(yu)不同流(liú)量下同(tóng)相位取(qǔ)點☎️的🍉幹(gan)擾部分(fèn)相同，則(zé)不同流(liu)量下電(dian)壓電流(liu)比值的(de)5個同相(xiang)位點求(qiu)和後，幹(gàn)擾也是(shi)相同的(de)确定值(zhí)。即對電(diàn)壓電流(liú)比值取(qǔ)5個同相(xiang)位點求(qiu)和後🙇‍♀️,幹(gan)擾部分(fen)固定,比(bi)值的大(dà)小隻随(suí)流量變(bian)化。而流(liu)量爲零(líng)時，電壓(yā)電流比(bi)值等于(yú)幹擾部(bu)分的值(zhi)，所以，可(ke)将幹擾(rao)部分💚作(zuo)爲零點(dian)處理。
2.3功(gong)耗分析(xi)
　　以 DN40 電磁(cí)流量計(ji) 爲例,比(bi)較穩态(tai)測量和(he)瞬态測(ce)量時勵(lì)磁線圈(quan)上的功(gōng)耗。對⭐于(yu)口徑爲(wei)40mm,勵磁回(huí)路電阻(zǔ)爲56Ω,勵磁(ci)線圈電(diàn)感⛷️爲127mH的(de)一次儀(yí)表，穩态(tài)測量時(shi)采用高(gao)低壓電(diàn)源切換(huan)的勵磁(cí)控制方(fang)🏒法,穩态(tai)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼勵磁電(dian)流約爲(wei)180mA,勵磁頻(pín)率可調(diao)[10),不同頻(pín)㊙️率勵磁(ci)時，勵磁(cí)功耗基(jī)本相同(tóng)。當勵磁(cí)頻率爲(wei)12.5Hz時，每半(bàn)周期勵(li)磁時間(jiān)爲40ms。在勵(li)磁電流(liu)上升到(dào)穩态值(zhi)這段時(shi)🌈間裏，加(jiā)載在勵(li)🌏磁線圈(quan).上的勵(li)磁電壓(ya)爲80V,已知(zhi)🍉勵磁回(huí)路時間(jiān)常數爲(wei)，則此時(shi)的勵磁(cí)電流爲(wei)：
　　勵磁電(dian)源爲高(gao)壓電源(yuán)時,勵磁(cí)電流可(kě)以快速(su)達到180mA,之(zhi)後切換(huàn)爲低壓(ya)源,使勵(li)磁電流(liú)保持在(zài)穩态值(zhi)。計算可(kě)知，此時(shí)勵磁電(diàn)流達到(dao)180mA的時間(jiān)約爲0.3ms,則(ze)上升段(duàn)對應的(de)勵磁能(neng)耗爲:

　　勵(li)磁電流(liu)達到穩(wěn)态值後(hou)線圈.上(shàng)勵磁電(diàn)壓爲17V,勵(li)磁☂️電流(liu)達🧑🏽‍🤝‍🧑🏻到🔱穩(wěn)态值的(de)時間約(yuē)爲0.3ms,半周(zhōu)期時間(jian)爲40ms,可得(dé)勵磁電(dian)流穩定(dìng)👨‍❤️‍👨段對應(yīng)的能耗(hao)爲:
W2=17V·0.18A·(0.04s-0.0003s)=0.1215J
　　即每(mei)半周期(qī)的勵磁(cí)功耗爲(wèi)W=W1+W2=0.1237J。而12.5Hz勵磁(cí)時每秒(miao)有25個勵(lì)磁半📞周(zhōu)期，則普(pǔ)通電磁(ci)流量計(ji)1s内的能(neng)耗爲Wp=W·75=3.0925J。
　　瞬(shun)态測量(liàng)時,配合(he)同樣的(de)一-次儀(yí)表,計算(suan)了在高(gao)頻勵磁(ci)時🔞勵磁(cí)線圈上(shàng)的能耗(hao)。此時,線(xian)圈上勵(li)磁電壓(ya)約爲16V,勵(lì)磁頻率(lü)爲37.5Hz,每秒(miao)有75個勵(li)磁半周(zhou)期。半周(zhōu)期勵磁(cí)時間💋爲(wèi)8ms,此時勵(lì)磁電流(liu)尚未進(jin)入穩态(tai)，勵磁電(diàn)流最大(da)約爲190mA。
由(you)瞬态測(cè)量時線(xian)圈中勵(lì)磁電流(liú)爲

　　對比(bi)可知,瞬(shun)态測量(liàng)時勵磁(ci)線圈上(shang)1s内的能(néng)耗約爲(wei)💯普通電(diàn)磁💛流量(liang)計的64%,即(ji)瞬态測(ce)量時勵(lì)磁線圈(quān)上的功(gōng)耗📐約爲(wei)普通電(diàn)磁流量(liang)計的64%。而(ér)且瞬态(tai)測量時(shí)不需要(yào)恒🐆流源(yuán)，也能降(jiang)低勵磁(ci)系統的(de)功耗，所(suo)以,瞬态(tai)測量能(neng)有效地(dì)降低勵(li)磁系統(tong)🤟的功耗(hao)。
3方法驗(yàn)證
　　爲了(le)驗證提(tí)出的處(chu)理方法(fa),硬件系(xì)統,采集(jí)電壓和(he)電流數(shù)據,并對(dui)數據進(jin)行離線(xian)處理。硬(yìng)件設計(jì)中,選用(yong)24位AD進行(hang)采樣，以(yi)更準确(què)地測得(de)動态變(bian)化的信(xin)号電壓(yā)和💞勵磁(cí)電流,提(ti)高㊙️測量(liang)精度。同(tong)時，爲了(le)準确地(dì)求得電(diàn)壓電流(liú)比值，需(xu)要同步(bù)☔測得電(dian)壓和電(dian)流。否則(ze)，會造成(chéng)電壓電(diàn)流比值(zhí)出現偏(piān)差，影響(xiang)到測量(liang)結果。所(suǒ)以，硬件(jiàn)電❗路中(zhong)使用兩(liang)片24位AD分(fèn)别采集(ji)電壓和(he)電流,并(bìng)配置爲(wei)同步采(cai)樣。
3.1硬件(jian)研制
　　硬(ying)件主要(yào)包括勵(lì)磁驅動(dong)模塊、信(xin)号調理(lǐ)采集模(mo)塊、人機(ji)接🏃🏻口模(mo)塊、輸出(chū)模塊、通(tōng)訊模塊(kuai)和存儲(chu)模塊。在(zai)㊙️勵磁驅(qū)動🛀模塊(kuai)中,通過(guo)DSP芯✂️片.上(shang)的ePWM産生(shēng)勵磁時(shi)序控制(zhì)H橋的通(tōng)斷,進✏️而(ér)控制😘勵(li)磁線圈(quan)的勵磁(ci)。信号調(diao)理采集(ji)模塊中(zhong),通過兩(liang)片24位ADC同(tóng)時采集(ji)經過信(xin)号處理(lǐ)電路的(de)信号電(dian)壓和勵(li)磁電流(liú)。人機接(jiē)🔴口模塊(kuai)中,利用(yong)鍵盤設(she)置和修(xiū)改相關(guan)參數,通(tōng)過液晶(jing)實時🌈顯(xian)示🌂流量(liang)相關信(xin)息。輸出(chū)模塊㊙️中(zhong),通過GPIO口(kou)📧控制輸(shū)出4~20mA電流(liú)。通信模(mo)塊中,通(tong)過上位(wèi)機發出(chu)命令,實(shi)🐅現數據(ju)上傳與(yu)參數設(shè)置。存儲(chu)模塊中(zhōng)，利用鐵(tie)電存儲(chu)重要參(can)數以及(ji)上次斷(duan)電時的(de)累計流(liu)量。與普(pǔ)通電📐磁(cí)流量計(jì)相比，由(yóu)于瞬态(tài)測量時(shi)勵🚶磁電(dian)流不需(xu)要進入(rù)穩态㊙️，因(yin)而☁️在設(she)計中去(qu)掉了恒(heng)流源電(diàn)路。
3.2離線(xian)數據分(fen)析
　　利用(yòng)DSP硬件系(xi)統，在勵(lì)磁電壓(ya)爲16V,勵磁(cí)頻率爲(wei)37.5Hz,勵磁時(shi)間爲8ms,采(cai)樣頻率(lü)爲2500Hz的情(qing)況下，進(jin)行了流(liú)量測量(liàng)實驗🔱。分(fen).别在0，1.5,2.5,4.5，10，15,22.5m3/h等(deng)流量下(xià)采集勵(lì)磁電流(liu)和信号(hao)電壓，并(bìng)在Matlab中對(dui)采集的(de)數據做(zuò)了相應(yīng)的處理(lǐ)。
　　瞬态測(cè)量利用(yong)的是勵(lì)磁電流(liú)動态上(shang)升的階(jie)段，不需(xū)要電流(liú)進入穩(wen)态。勵磁(cí)電流波(bo)形如圖(tú)1所示，由(you)于是在(zài)勵磁控(kong)制模塊(kuai)的H橋💃路(lu)近地端(duān)加入一(yī)一個檢(jian)流電阻(zǔ)🏒來測量(liang)勵磁電(dian)流,所以(yi)，這樣的(de)采集方(fāng)法就導(dǎo)緻電流(liu)方向始(shǐ)終保持(chi)同向。，可(ke)以看到(dao),在勵磁(ci)電⭐
流的(de)瞬态_上(shàng)升過程(chéng)中，勵磁(cí)電流還(hai)未進入(ru)穩态時(shi)系統就(jiù)已經停(ting)止勵磁(ci),此時勵(li)磁電流(liu)達到最(zuì)大，約爲(wèi)190mA,。

　　由于(yú)勵磁電(diàn)流沒有(you)達到穩(wěn)态，與之(zhī)對應的(de)信号電(diàn)壓也處(chu)🍓于㊙️非穩(wěn)态過程(chéng)，主要包(bao)含流量(liàng)分量和(hé)微分幹(gan)擾兩部(bu)❗分,但是(shi),實際采(cǎi)集到的(de)傳感器(qi)信号引(yin)入了直(zhí)流偏置(zhì)和50Hz工頻(pin)幹擾,爲(wèi)此㊙️，對信(xin)号電壓(yā)進行梳(shu)狀帶通(tong)濾波處(chu)理以消(xiao)除直流(liu)偏置和(hé)工🈲頻幹(gàn)擾。各流(liú)量下信(xin)号電壓(yā)梳狀帶(dai)💘通濾波(bo)後的結(jie)果如圖(tu)3所🌈示，信(xìn)号電壓(ya)幅值由(yóu)低到高(gāo)對應的(de)流量依(yī)次爲0~22.5m3/h。其(qi)🈚中,圖2中(zhong)信号電(diàn)壓與圖(tú)1中前2個(ge)半周😍期(qi)的勵磁(ci)電流相(xiàng)對應,爲(wèi)正負兩(liang)個🍉半周(zhōu)期。可以(yi)看出，在(zai)非穩态(tai)上升過(guò)程中，信(xin)号電壓(ya)的幅值(zhi)與管道(dào)内流量(liang)大小仍(reng)是相關(guan)的。當流(liu)量爲零(líng)時,信号(hào)電壓主(zhu)要爲微(wei)分幹🤞擾(rǎo)。

　　由式(4)分(fen)析可知(zhi)，電壓電(dian)流的比(bǐ)值與流(liú)量有關(guan)。爲了進(jin)一步驗(yàn)證電壓(ya)電流比(bi)值與各(ge)流量之(zhi)間的關(guan)系⁉️,将經(jing)過濾波(bo)處理的(de)信号電(diàn)壓除以(yi)對應的(de)勵磁電(diàn)🌂流,再對(duì)🤟每個半(bàn)周期電(dian)壓電流(liú)比值進(jin)行幅值(zhí)解調，最(zuì)後對解(jiě)調後的(de)比值取(qǔ)5點求均(jun1)值作爲(wèi)😄每半周(zhōu)期🏃🏻的輸(shu)出結果(guo)。
　　對各半(bàn)周期的(de)輸出結(jie)果求均(jun1)值,再利(li)用最小(xiao)二乘法(fǎ)拟合☔,拟(nǐ)合📧出的(de)關系曲(qǔ)線如圖(tu)3所示。圖(tú)3中，電壓(ya)電🐉流比(bǐ)😍值的輸(shū)出🚶‍♀️結果(guǒ)落在拟(ni)合曲線(xiàn)上或均(jun1)勻地分(fèn)布在曲(qu)線兩側(ce)📧。可見，電(dian)🎯壓電流(liu)比值與(yǔ)流量有(yǒu)良好的(de)線性關(guan)系;而流(liú)量爲零(líng)時對應(yīng)的值即(ji)爲電壓(ya)與🙇‍♀️電流(liu)比值後(hou)的幹擾(rao)部分，可(kě)作爲零(ling)點處理(li)。

4實時測(cè)量
　　爲了(le)進一步(bù)驗證其(qi)精度,用(yong)C語言實(shí)現上述(shù)處理方(fang)法,研制(zhì)DSP軟♊件。在(zài)基于DSP的(de)瞬态測(ce)量系統(tong).上實時(shí)實現該(gai)測㊙️量方(fang)法，進行(hang)水流量(liàng)标定實(shí)驗.和功(gōng)耗測試(shi)。
4.1軟件編(bian)程
　　軟件(jiàn)設計采(cai)用模塊(kuài)化設計(jì)方案,主(zhǔ)要功能(neng)模塊有(you):初始化(huà)模塊💘、驅(qū)動模塊(kuai)、數據處(chu)理模塊(kuai)、人機接(jiē)口模塊(kuài)等,程序(xu)流程圖(tu)如圖4所(suǒ)示。系統(tong)上電後(hou)先進行(háng)初始化(huà)，然😍後配(pèi)置兩片(pian)ADC同步采(cai)樣,開啓(qǐ)勵磁中(zhong)斷，勵磁(cí)開始工(gōng)作。半周(zhōu)期采樣(yang)結束後(hou)判斷采(cǎi)集到的(de)信号⛷️電(diàn)壓是否(fou)超限,之(zhī)後調用(yong)算法模(mo)塊,刷✊新(xin)液晶顯(xian)示。在算(suàn)法模塊(kuai)中,先是(shi)對采集(ji)到的信(xìn)号電壓(yā)進行梳(shu)狀帶通(tong)濾波處(chu)理，再将(jiang)濾波後(hòu)的電壓(ya)除以對(dui)應勵磁(cí)電流,然(rán)後對電(dian)壓電流(liu)比值進(jin)行半周(zhou)☁️期幅值(zhí)解調,對(dui)解調後(hou)的比值(zhí)取5點求(qiú)均值作(zuò)爲輸出(chu)結果參(cān)與到流(liu)速的計(ji)算🥰。
4.2水流(liu)量标定(ding)
　　将電磁(cí)流量變(bian)送器與(yu)國内某(mǒu)大型企(qi)業研制(zhì)的40mm口徑(jìng)的夾持(chí)💋式傳感(gǎn)器相配(pèi)合，在實(shí)驗室的(de)水流量(liang)标🚶‍♀️定裝(zhuang)置.上，采(cai)取容積(ji)法進行(háng)标定,即(ji)将電磁(ci)流量計(jì)❄️測得的(de)流量結(jié)☀️果與量(liang)筒内體(tǐ)積比較(jiao)，驗證電(diàn)磁流量(liàng)計的精(jing)度。實驗(yan)數據如(ru)表1所示(shi)

　　如表1中(zhong)數據所(suo)示，共檢(jian)定了5個(gè)流量點(diǎn),其中,最(zuì)大流速(su)爲5m/s,最小(xiao)☀️流速爲(wèi)0.3m/s。實驗結(jié)果表明(míng),在勵磁(cí)頻率爲(wèi)37.5Hz,勵磁時(shi)⚽間爲8ms的(de)瞬态測(cè)量中,流(liu)量計測(cè)量精度(du)達到0.5級(ji)。實驗驗(yàn)證表明(míng)👄，利用勵(lì)磁電流(liu)的瞬态(tài)過程進(jìn)行測☎️量(liàng)的系統(tong)，采用電(diàn)壓電流(liu)比值的(de)處理方(fāng)法能達(dá)到普通(tōng)電磁流(liú)量計的(de)精度要(yao)求。
4.3功耗(hào)測試
　　功(gong)耗測試(shì)實驗DN40一(yi)次儀表(biao)的線圈(quān)電阻爲(wei)56Ω,電感爲(wèi)127mH,将其分(fen)别與🧑🏾‍🤝‍🧑🏼勵(lì)磁頻率(lü)爲12.5Hz.的普(pu)通電磁(cí)流量變(biàn)送器和(hé)37.5Hz、8ms.勵磁的(de)瞬态測(ce)👣量系統(tong)相配合(hé)進行了(le)勵磁系(xì)統的功(gong)耗測試(shi)。其中❗,通(tōng)過測量(liàng)勵磁♌電(diàn)源的輸(shū)入電壓(yā)和輸入(ru)電流來(lai)計算勵(li)磁電源(yuán)的輸入(ru)功率。
　　普(pǔ)通電磁(cí)流量變(bian)送器的(de)勵磁系(xì)統采用(yòng)了高低(dī)壓💯電源(yuán)切🏃換的(de)控制方(fang)式,其中(zhong),勵磁電(dian)源的高(gāo)壓爲80V,輸(shū)入電流(liú)爲12mA,低壓(yā)爲24V,輸入(rù)電流爲(wei)176.8mA,即勵磁(ci)電源的(de)輸入功(gōng)率爲5.20W。文(wén)中瞬态(tài)測量⁉️系(xi)統的勵(li)磁電🔆源(yuán)輸入電(diàn)壓爲24V,勵(li)磁頻率(lǜ)爲37.5Hz時輸(shu)入電流(liu)爲65.4mA,即勵(li)磁電源(yuan)的輸入(rù)功率爲(wèi)1.57W.結果❄️表(biǎo)明，瞬态(tai)測量的(de)勵磁功(gōng)耗約爲(wèi)普通電(diàn)磁流量(liang)計的30%。

5結(jié)束語
　　針(zhēn)對電磁(ci)流量計(ji)瞬态測(cè)量中由(you)于信号(hao)電壓同(tong)時受💛到(dao)流量🐅和(he)時間影(yǐng)響而導(dao)緻電壓(ya)與流量(liàng)關系不(bu)明确的(de)問題，通(tōng)過分🙇🏻析(xi)瞬⭐态過(guò)程中動(dong)态變化(hua)的勵磁(cí)電流和(he)信号電(dian)壓，提㊙️出(chū)了電壓(yā)電流比(bǐ)值的瞬(shun)态測量(liang)方法，确(que)定了電(diàn)壓電流(liu)比值與(yu)流量❓之(zhī)間的關(guan)系。基于(yu)DSP的硬件(jian)系統，采(cai)集瞬态(tài)時的勵(lì)磁電流(liu)和信号(hao)電壓,利(li)用文中(zhōng)方法在(zai)Matlab中對采(cai)集的數(shu)據做了(le)相應處(chu)理。結果(guo)表明，數(shù)據的處(chù)理結果(guǒ)與流量(liàng)有良好(hao)🤞的線性(xìng)關系。編(biān)寫了DSP軟(ruan)件,在基(jī)于DSP的系(xi)統上實(shi)時實現(xiàn)了瞬态(tài)測量方(fāng)法，進行(háng)了水🌂流(liú)量标定(dìng)實驗💛。實(shi)驗結果(guǒ)表明，系(xi)統的測(cè)量精度(du)能達到(dào)0.5%，與普通(tōng)電磁流(liu)量計相(xiang)同。測試(shì)了普通(tong)電磁流(liú).量計和(he)瞬态測(cè)量系統(tong)的勵磁(ci)系統的(de)功耗,結(jie)果表明(míng)，瞬态測(ce)量時勵(li)磁系統(tong)的功🥵耗(hào)約爲普(pu)通電磁(cí)流量計(ji)的30%，瞬🥵态(tài)測量方(fāng)🌈法在實(shi)現高頻(pín)勵磁的(de)同時能(neng)夠極大(dà)地減小(xiao)功耗。

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