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直流勵磁技術是最初的電磁流量計采用的勵磁技術，它是利用永磁體或者直流電源給電磁流量傳感器勵磁繞組供電，以形成恒定的直流磁場，其磁場波形如圖6.30（a）所示。直流勵磁技術具有方法簡單可靠、受工頻干擾影響很小以及流體中的自感現(xiàn)象可以忽略不計。但是，直流勵磁技術的最大問題是直流感應電勢在兩電極表面上形成固定的正負極性，引起被測流體介質(zhì)電解而產(chǎn)生正負離子，導致電極表面極化現(xiàn)象，使感生的流量信號電勢減弱，電極間電阻增大，影響信號處理。直流勵磁在電極間產(chǎn)生不均衡的電化學干擾電勢疊加在直流流量信號中，無法消除，并隨流體介質(zhì)特性及流動狀態(tài)而變化。另外，直流放大器的零點漂移、噪聲和穩(wěn)定性問題難以解決，特別是在小流量測量時，信號放大器的直流穩(wěn)定度必須在幾分之一微伏之內(nèi)，這就限制了直流勵磁技術的應用范圍。
工頻正弦波勵磁技術是利用50Hz正弦波電源給電磁流量傳感器勵磁繞組供電，其特點是所產(chǎn)生的磁場為正弦波交變磁場，其波形如圖6.30（b）所示。這種勵磁方式能夠基本上消除電極表面的極化現(xiàn)象，降低電極電化學電勢影響和傳感器內(nèi)阻。另外，采用工頻正弦波技術，其傳感器輸出的流量信號仍然是工頻正弦波信號，易于放大處理，能避免直流放大器存在的問題，而且勵磁電源簡單方便。
低頻矩形波磁場波形如圖6.30（c）和（d）所示。鑒于采用交流正弦波勵磁存在難以完全消除的90°干擾電壓，而完全采用直流磁場又有極化的弊端，因此，提出采用介于二者之間的勵磁方式，即采用低頻矩形波勵磁方式。矩形波勵磁的頻率通常是工業(yè)頻率的1/4～1/10，在半個周期內(nèi)是恒定的直流磁場dB/dt=0，不存在交流磁場的90°干擾，只在上升沿和下降沿時有90°干擾，如果在磁場強度達到穩(wěn)定時取出流量信號，就可以分離并除去這種干擾。又由于采用低頻間斷方式建立磁場，在磁場沒有建立或反向磁場期間，足以將已有電極的極化電位消除，避免了直流磁場的缺點。
從圖6-30中可以看到，在半個周期內(nèi)，磁場是一恒穩(wěn)的直流磁場，它具有直流勵磁技術受電磁干擾影響小，不產(chǎn)生渦流效應、正交干擾和同相干擾小等特點；從整個時間過程看，矩形波信號又是一個交變信號，具有正弦波勵磁技術基本不產(chǎn)生極化現(xiàn)象，便于放大和處理信號，避免直流放大器零點漂移、噪聲、穩(wěn)定性等問題的優(yōu)點。
三值低頻矩形波勵磁技術是人們在總結(jié)低頻矩形波勵磁技術的基礎上，為了使儀表零點更穩(wěn)定而提出的一種勵磁技術，磁場波形如圖6.30（e）所示。其最大特點是實現(xiàn)在零態(tài)時動態(tài)校正零點，因而具有更優(yōu)良的零點穩(wěn)定性。
三值低頻矩形波勵磁方式的勵磁電流一般采用工頻的1/8頻率，以+B，0，-B三值進行勵磁，分別對三種狀態(tài)進行采樣處理。其首要特點是能在零態(tài)時動態(tài)校正零點，有效地消除了流量信號的零位噪聲，從而大大提高了儀表零位的穩(wěn)定性；其次，它與低頻矩形波勵磁技術一樣，可以采用同步采樣技術消除上升沿和下降沿處的90°干擾；再者，它可以通過一個周期內(nèi)的4次采樣值，近似認為極化電勢恒定，利用微處理機的數(shù)值運算功能得以消除極化電勢的影響。
所以，采用三值低頻矩形波勵磁技術的電磁流量計零點穩(wěn)定，抗工頻干擾能力強，測量精度進一步提高，傳感器單位流速的流量信號電壓可降低到工頻勵磁方式時的1/4，從而可進一步降低勵磁功耗，實現(xiàn)電磁流量計的小型輕量一體化，在電磁流量計中已得到廣泛應用。
三值低頻矩形波勵磁方式具有優(yōu)良的零點穩(wěn)定性，但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的流體介質(zhì)和低電導率流體流量時，出現(xiàn)固體顆粒擦過電極表面而產(chǎn)生低頻尖峰噪聲和流體流動噪聲，這樣往往導致勵磁頻率較低的三值勵磁電磁流量計輸出擺動不穩(wěn)。
三值低頻矩形波勵磁零點穩(wěn)定，但無法抑制低頻噪聲；較高頻率的矩形波磁場能消除低頻噪聲，但一般其零點穩(wěn)定性欠佳。人們在分析各種勵磁技術的基礎上，提出了雙頻矩形波勵磁技術，其磁場波形如圖6.30（f）所示。高頻部分是75Hz的矩形波，外包絡線是1/8工頻的低頻矩形波。采用這種勵磁方式，可用高頻波采樣消除含纖維和固體顆粒流體介質(zhì)的低頻噪聲，同時又保持了低頻矩形波勵磁零點穩(wěn)定的優(yōu)點，取得了很好的應用效果。
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