電磁流量計轉換器的研制與開發  十七

第3 章 系統硬件電路設計

本章首先簡要介紹了電磁流量計轉換器測量系統的硬件基本結構,然后分別對硬件

系統各部分進行詳細的介紹，包括電磁流量計原理、勵磁信號產生電路、A/D 模數轉換輸出電路、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，其內徑為D，內壁襯有絕緣材料。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 。根據上述電磁感應原理可知，在液體圓盤內將產生感應電動勢，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—管道內徑。

因為這種液體圓盤是連續不斷地通過磁場，所以就能產生連續的感應電動勢。如果磁場是交變磁場，則產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在，一般工業用的都是交流磁場的電磁流量計。

流經圓形導管的體積流量為被測介質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