电磁流量计视频讲解（电磁流量计功能）

电子爱好者网报道（文/李宁远）在工业场景中，环境数据的采集一直是非常重要的环节。温度、压力、流量等物理量需要相应的传感器来采集，这些数据的精度非常高。如果测量误差太大，就会影响整个生产过程。

在完整的工业控制系统中，温度、流量和气体浓度等过程变量通过输入模块进行监控，这些模块通常位于PLC中。采集到的数据信息由PID回路进行内部处理，PLC直接利用这些信息来控制整个过程的稳态过程。

流量计技术路线多样化

流量计的技术路线有很多种，各有千秋。目前主流的技术路线有电磁式、差压式、超声波式和科里奥利式。最常用的是差压式流量计，它利用流体流经节流装置时产生的压力差来实现流量测量，基于电容式或电桥式。从精度来看，差压式流量计总体平均精度在0.5%~2%范围内。差压式流量计没有运动部件，可以实现多种功能，应用相对成熟。它可用于液体和气体。

超声波流量计的精度接近差压，精度范围在0.3%2%。准确率不高。然而，超声波流量计采用非侵入式测量技术，提高了可靠性，同时最大限度地减少了随时间变化的检测因素。它可以实现许多功能，但不能用于受污染的液体。

科里奥利流量计在多种技术路线中精度最高，达到0.1%的精度。其应用范围几乎可用于所有液体/气体，并且与压力和温度传感无关。不过价格不是很实惠，平均费用几乎是其他技校的10倍。

（工业电磁流量计，ABB）

该电磁流量计利用法拉第电磁感应定律提供非侵入式检测，不会造成流量检测带来的压力损失，节能效果好。测量的体积流量实际上并不受流体密度、温度、压力和电导率变化的显着影响。在相同的成本下，它可以实现比差压和超声波技术更高的精度，达到0.2%至1%的精度范围。电磁流量计虽然不适合气体流量测量，但可以精确测量脏污流量和腐蚀性流量。用其他技术也很难实现。

流量计技术路线比较

电磁流量计下不同励磁类型

流经电磁流量计励磁线圈的电流产生受控磁场。励磁波形是电磁流量计的一个重要方面。在实际应用中，经常采用多种励磁方式。比较常见的有直流电流励磁、交流正弦波、低频直流矩形波、三态低频直流波、双频波和可编程脉宽等。

最早的一种是直流电流励磁，自19世纪以来一直在使用。波形平直，无极化，但有涡流，所以现在用得不多。交流正弦波于20世纪20年代开始使用。早期的商业应用经常使用这种激励类型。交流正弦波励磁电压低，易受电磁干扰，零点漂移严重。

低频直流矩形波是一种常见的励磁类型。根据具体应用的具体需要，可以使用不同电源线频率（50 Hz/60 Hz）的线圈。低频激励电流幅值恒定、方向交替，因此非常擅长处理零点漂移等问题，但抗检测液体噪声的能力较差。

三态低频直流波与低频直流矩形波有些相似。其特点是功耗低，占空比是方波的一半。双频波将电源线频率调制在更高的频率，可以最大限度地减少检测液体的噪声。不仅零漂非常低，而且响应速度也很快。但调制操作非常复杂，仅用于检测要求非常严格的场合。使用。可编程脉冲采用微处理器控制激励脉冲宽度和频率，可以完全摆脱检测液体噪声的影响。

无论哪种励磁类型，电磁流量计的励磁电流都比其他流量测量技术大得多，并且可以覆盖几乎所有线路供电流量计的量程。

工业电磁流量计中的高性能器件

高性能电磁流量计系统要考虑的设计要求主要是精度、带宽和激励频率。电磁流量计的输出范围可能较小，且共模电压和输出阻抗较大。因此，为了满足这些要求，前端放大器必须具有更低的噪声、更高的共模抑制和更低的输入偏置电流。低偏置电流是降低电流噪声和共模电压的关键。

测量精度与ADC的性能密切相关。基于电磁流量计最高精度0.2%，需要至少16位的ADC。最常用的ADC是-型，它可以在高分辨率和适当的速度下提供出色的噪声性能。目前，对速度的要求越来越高，采样率更快的ADC会更受欢迎。

作为广泛使用的流量检测传感器之一，电磁流量计正在经历非常快速的性能创新。只有在系统设计中选择更高性能的模拟量输入器件/模块，才能满足未来工业电磁流量计的要求。