Измерительные схемы электромагнитных расходомеров

Электродвижущая сила, создаваемая первичным преобразователем электромагнитного расходомера, невелика. Обычно .она не превосходит 5—6 мВ. Это требует применения усилителей. .Для повышения точности измерения сила измерительного тока, протекающего через преобразователь, должна быть минимальной. Это достигается применением измерительных схем с очень большим входным сопротивлением, например с помощью катодного повторителя на входе усилителя. Более прогрессивными являются схемы с компенсацией сигнала перед его подачей на усилитель. Тогда в положении равновесия через преобразователь вообще не должен идти ток. В этом случае входное сопротивление усилителя может быть существенно меньше, что снизит вредное влияние «шумов» в нем. В измерительной схеме надо иметь устройство, устраняющее влияние на результаты измерения трансформаторной ЭДС, сдвинутой по фазе на 90° по отношению к основному сигналу. Кроме того, важно предусмотреть устройство, исключающее влияние изменения магнитного потока преобразователя, в частности, от колебания напряжения питания на показания расходомера.

Схема расходомера 4-РИМ показана на рис. 6. Он состоит из трех блоков: преобразователя расхода ПР, согласующего устройства УС-1 и измерительного прибора ИП. Электроды1 преобразователя, включенные последовательно с обмоткой компенсационного трансформатора 3, присоединены к первичной обмотке разделительного трансформатора 2. К другой обмотке компенсационного трансформатора 3 подключен блок фазовращателей 13, позволяющий создавать в компенсационной цепи напряжение, обратное по фазе, но равное по амплитуде ЭДС на электродах преобразователя расхода. Вторичная обмотка трансформа­тора 2 связана с входом предварительного усилителя 8, последовательно с которым соединены узел фазирования 9, усилитель 10 с транзисторным ключом — подавителем квадратурной помехи и фазочувствительный усилитель 11. Последний управляет реверсивным двигателем 12, перемещающим плунжер дифференциально-трансформаторной катушки 6. Ее первичная обмотка, шунтированная конденсатором 5, соединена с вторичной обмоткой трансформатора тока 4, первичная обмотка которого, включенная последовательно с обмоткой возбуждения преобразователя расхода, питается от сети. Напряжение, снимаемое со вторичной обмотки дифференциально-трансформаторной катушки 6, подается к блоку фазовращателей 13. Терморезистор 7 служит для компенсации изменения окружающей температуры. Постоянное напряжение питания на предварительный усилитель 8 подается от блока 14 через разделительный диод и конденсатор. /1/

Рис. 6. Схема расходомера 4-РИМ.

Основные составляющие погрешности электромагнитного расходомера.

1) Погрешность от напряжения поляризации при изменении расхода электролитов. Эта составляющая уменьшается при использовании переменных магнитных полей с частотой 10 — 1000 Гц.

2) Погрешность от ЭДС, наводимой в приемном контуре переменным магнитным полем за счет трансформаторной связи. Она может быть снижена путем создания противо-ЭДС, индуцируемой в специальной индукционной катушке.

3) Погрешности от паразитных наводок, обусловленных емкостными связями между системой возбуждения переменного магнитного поля и приемным контуром. Уменьшение этой погрешности возможно за счет применения экранирования.

4) Погрешность вследствие искажения эпюры распределения скоростей в циллиндрическом канале индукционного преобразователя. Она может быть снижена использованием неоднородного магнитного поля специальной конфигурации или применением преобразователя прямоугольного сечения с пластинчатыми электродами, у которых эта погрешность отсутствует.

При использовании в качестве источников магнитного поля систем с постоянными магнитами возможны погрешности вследствие временной и температурной нестабильности характеристик магнитных систем. Эти погрешности особенно существенны у расходомеров для жидких металлов, у которых температура элементов магнитной системы достигает 100-200⁰С. Причиной значительных погрешностей могут быть термо-ЭДС, возникающая вследствие неправильного выбора материала электродов и других элементов приемного контура, а также наличия градиента температур между электродами. Термо-ЭДС уменьшаются при расположении электродов в горизонтальной плоскости на вертикальном участке трубопровода. /2/