低功耗電池供電電磁流量計研究與設計 十二

2.3 電磁流量計傳感器結構設計

傳感器結構中最關鍵的就是磁場的產生。論文設計了由激磁繞組和鐵心組合構成傳感器的勵磁結構，用來產生工作磁場。工業中使用的電磁流量計大都采用電磁鐵產生磁場。這里選用組合電磁場，如圖2-1 所示，將勵磁線圈對稱分布于測量管兩側，從而使得測量導管位于由線圈產生的均勻磁場中，且磁力線與導管的軸線垂直，這種結構就可以形成了電磁流量計的工作磁場。

首先來分析空心組合電磁路。空心組合電磁路，即是不加入鐵芯，由兩個或兩個以上電磁線圈組成同一個磁回路的磁路。圖2-2 是由兩個匝數和尺寸都完全相同的線圈組成的電磁路。其中，b 是線圈的厚度；a 是線圈內孔的長； N L 是構成組合電磁路線圈的長度，Lg 是組合電磁路中兩個線圈間的距離。

由圖2.3 中磁力線的分布可以看出，在組合電磁場中，每一個線圈都會產生磁場，并且每兩個線圈間磁場都會互相影響，當兩個線圈中的磁場方向一致時互相加強。但如果兩線圈之間的距離逐漸增大并且達到Lg=Lgr（通常叫臨界距離）時，兩線圈的磁場就互相不受影響。此時組合電磁場的實際磁感應強度就等于單獨一個空心線圈的磁場。

因此，根據線圈的幾何尺寸，通過計算電磁路尺寸比例系數、電磁路工作點坐標比，即可得到磁場強度的理論值。

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