電磁流量計轉(zhuǎn)換器的研制與開發(fā)  十七

第3 章 系統(tǒng)硬件電路設計

本章首先簡要介紹了電磁流量計轉(zhuǎn)換器測量系統(tǒng)的硬件基本結(jié)構(gòu),然后分別對硬件

系統(tǒng)各部分進行詳細的介紹，包括電磁流量計原理、勵磁信號產(chǎn)生電路、A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出電路、AT89S52 單片機與顯示電路等電路。

3.1 電磁流量計基本原理

電磁流量計由電磁流量傳感器、轉(zhuǎn)換器以及顯示儀表等組成，也可由電磁流量傳感器和顯示儀表直接組成。電磁流量計是基于法拉第電磁感應定律，應用電磁感應原理來測量導管中導電液體的平均流速，基本原理如圖3-1 所示。采用不導磁材料制成的流量測量導管，置于均勻磁場中，其內(nèi)徑為D，內(nèi)壁襯有絕緣材料。導電液體在管道中流動時，即作切割磁力線的運動，若所有流體質(zhì)點都以平均流速v 運動，則液體流速在整個管道截面上是均勻一致的。這樣，就可以把液體看成許多直徑為D 的連續(xù)運動著的薄圓盤。這種由液體組成的薄 圓盤等效于長度為D 的導電體，其切割磁力線的運動速度為υ 。根據(jù)上述電磁感應原理可知，在液體圓盤內(nèi)將產(chǎn)生感應電動勢，其大小為：E = BvD (3-1)

式中： E —感應電動勢；

B —磁感應密度；

v —平均流速；

D—管道內(nèi)徑。

因為這種液體圓盤是連續(xù)不斷地通過磁場，所以就能產(chǎn)生連續(xù)的感應電動勢。如果磁場是交變磁場，則產(chǎn)生的感應電動勢也就是交流感應電動勢，其變化頻率和磁場變化的頻率相同�，F(xiàn)在，一般工業(yè)用的都是交流磁場的電磁流量計。

流經(jīng)圓形導管的體積流量為被測介質(zhì)的平均流速與導管流通截面積的乘積。

即若感應強度不變，流體充滿管道流動，電磁流量計的感應電勢與流量成線性關系。

電磁流量計