電容式電磁流量計的去噪問題
2013-03-17
電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制作的流量計，在實際研發中會遇到許多噪聲問題。圖1列出其每個組成部分可能引入的噪聲，這些噪聲以不同的形式和方式進入測量系統，成為提高信噪比和測量精度的障礙。本文通過分析傳感器前端遇到的噪聲的產生機制得出對應的解決方案。
以往的電磁流量計的電極部分是以金屬導體的形式與被測液體產生接觸的，被測流體流動時與電極部分產生碰撞形成不規則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計，電極部分不與被測流體直接接觸而是透過管壁與流體的感應電動勢產生感應。
使用導電片為電極附著在測量管道外形成電容式電極，進而管道內表面無任何其他物質，被測流體在管體內暢通無阻，沒有雜散噪聲產生。
此干擾來源之一是外部電場，主要是工頻電場以串模耦合形式通過被測流體等外部媒介進入系統內部，其次是系統供電電源和勵磁信號引入的工頻形式的干擾，此工頻干擾的特點是幅值遠大于流量信號且無處不在并隨工作現場的不同其形式如頻率、幅值也有所變化。
消除其串模干擾的方法是將被測流體良好接地，使此工頻信號成為整個系統的基準電壓，整個系統的零電位隨串模信號的變化而變化，但其內部的電壓是不隨其變化的。再就是窄帶濾波，去除信號處理板引入的工頻噪聲。
1.1.5共模/差模干擾
外部干擾電場耦合進入傳輸線部分，具有混合有共模和差模形式的干擾，此干擾具有不確定性，隨時間地點的不同而變化。去除方法是將傳感器與放大電路的長連接線以雙絞線的方式纏繞，從而減小回路面積以降低差模形式的感應電壓。由于傳輸線間很接近，使得每纏繞兩圈分別獲得的容性耦合干擾大小相等而極性相反，進而消除了整根雙絞線引入的差模干擾，在后期的放大電路中使用運算放大器進行差動放大消除共模干擾。
來源：電池測試儀 http://www.sh-zhiyue.com/
以往的電磁流量計的電極部分是以金屬導體的形式與被測液體產生接觸的，被測流體流動時與電極部分產生碰撞形成不規則的雜散噪聲。使用電容式電磁流量計，電極部分不與被測流體直接接觸而是透過管壁與流體的感應電動勢產生感應。
使用導電片為電極附著在測量管道外形成電容式電極，進而管道內表面無任何其他物質，被測流體在管體內暢通無阻，沒有雜散噪聲產生。
此干擾來源之一是外部電場，主要是工頻電場以串模耦合形式通過被測流體等外部媒介進入系統內部，其次是系統供電電源和勵磁信號引入的工頻形式的干擾，此工頻干擾的特點是幅值遠大于流量信號且無處不在并隨工作現場的不同其形式如頻率、幅值也有所變化。
消除其串模干擾的方法是將被測流體良好接地，使此工頻信號成為整個系統的基準電壓，整個系統的零電位隨串模信號的變化而變化，但其內部的電壓是不隨其變化的。再就是窄帶濾波，去除信號處理板引入的工頻噪聲。
1.1.5共模/差模干擾
外部干擾電場耦合進入傳輸線部分，具有混合有共模和差模形式的干擾，此干擾具有不確定性，隨時間地點的不同而變化。去除方法是將傳感器與放大電路的長連接線以雙絞線的方式纏繞，從而減小回路面積以降低差模形式的感應電壓。由于傳輸線間很接近，使得每纏繞兩圈分別獲得的容性耦合干擾大小相等而極性相反，進而消除了整根雙絞線引入的差模干擾，在后期的放大電路中使用運算放大器進行差動放大消除共模干擾。
來源：電池測試儀 http://www.sh-zhiyue.com/
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