1.引(yǐn)言
    近年以來(lai)，随着流量計(jì)量行業的發(fa)展， 電磁流量(liàng)計 以其無可(kě)動部件、無壓(yā)力損失、測量(liàng)量程範圍寬(kuan)等☔優點應用(yong)于各種場合(hé)，而在使用過(guo)程中遇到的(de)一個難題就(jiù)🌈是如何提高(gao) 大口徑流量(liang)計 量的準确(que)度。如果使用(yong) 管道式電磁(cí)流量計 測量(liàng)大口徑管道(dào)流量，則其體(ti)積大、加工成(chéng)本高并且标(biao)🏃‍♀️定和安🈚裝維(wei)修都十分困(kun)難，給工程應(ying)用帶來很多(duo)不便。所以在(zài)這種情況下(xià)，一般用插人(ren)式電磁流量(liàng)計 代替管道(dao)式電磁流量(liang)計用于測量(liang)大口徑管道(dao)的流量💞。但是(shi)插入式電磁(ci)流量計會産(chǎn)生非線性現(xiàn)象，影響⛱️測量(liang)的準确性。現(xiàn)在很多學者(zhe)解決這個問(wèn)題多采用的(de)是多段非線(xian)性補償方法(fa)，把整個量程(chéng)範圍裏面的(de)流量分成多(duō)個流量🌈段，再(zài)分别求解出(chu)不🏒同階段的(de)流量系數，從(cóng)而可以得出(chu)各段的流量(liang)值。但是這種(zhǒng)方法使用起(qi)來比較複雜(za)，且精度也受(shou)到了限制。所(suo)💔以本文從電(diàn)磁流量計自(zì)🙇‍♀️身結構出發(fā)，找出産生非(fēi)線性現象❤️的(de)原因，從源頭(tou)上找出提高(gao)插🏃入式電磁(ci)流量計線性(xing)度的方法。
2.插(chā)入式電磁流(liu)量計工作原(yuán)理
    插入式電(dian)磁流量計測(cè)量原理是基(ji)于法拉第電(diàn)磁感📐應定律(lü)E=BLv
其中，E爲兩電(dian)極之間産生(sheng)的感應電動(dong)勢，B爲磁感應(yīng)強💚度，L爲切割(ge)磁感線的有(you)效長度，爲平(ping)均流速，流質(zhi)爲導電介質(zhì)，原理圖如圖(tu)1所示。并且(1)式(shi)經變換可表(biǎo)📞示爲

當B和(hé)都爲常數時(shí)，隻要測得感(gǎn)應電動勢E就(jiu)可以得🔆到平(píng)均㊙️流速💋，因被(bei)測管道的橫(heng)截面積已知(zhī)，這樣就可以(yǐ)很容易求得(dé)某導電流質(zhi)的體積流量(liàng)

其中，D爲被測(cè)管道内徑，Q爲(wei)體積流量。
由(yóu)(3)式可知，當插(chā)入管道結構(gòu)一定時，體積(jī)流量P與比值(zhí)E／B成正比，而與(yu)流體的溫度(dù)、密度、管内壓(yā)力等無關🔞。
當(dang)磁感應強度(dù)B爲常數時，體(tǐ)積流量Q與感(gan)應電動勢E成(cheng)正比，即體積(jī)流量與感應(yīng)電動勢之間(jian)是完全呈線(xian)性關系📞的。
3.傳(chuan)感器線性度(dù)評定
    線性度(du)是傳感器的(de)主要靜态性(xing)能指标之一(yī)，其定👅義爲㊙️測(ce)🈲試✊系統的輸(shū)出和輸入系(xi)統能否像理(lǐ)想系統那🌐樣(yàng)保持正✍️常值(zhi)☀️比例🐆關系(線(xiàn)性關系)的一(yī)種度量。線性(xìng)度反應了校(xiào)準曲線與某(mou)一規定直線(xian)一緻的程度(dù)，此規定直線(xian)🔴即爲按一定(ding)方法确定的(de)理想直線。線(xian)性度又稱爲(wèi)非線性度，參(cān)考GB／T18459—2001《傳感器主(zhu)要靜态性能(néng)指标計算方(fang)法》中的線性(xìng)度定
義：正、反(fan)行程實際平(píng)均特性曲線(xian)相對于參比(bi)直線💛(拟合直(zhí)線💁)的最大偏(piān)差，用滿量程(cheng)輸出的百分(fèn)比來✨表示。這(zhè)一指标通常(chang)以線性誤差(chà)表示

其中，△max爲(wèi)最大殘差，Y爲(wei)理論滿量程(cheng)輸出。本文采(cǎi)用最🛀小二乘(chéng)🌍法進行線性(xìng)度評定，即拟(nǐ)合直線爲最(zui)小二乘直🌈線(xian)。最😍小二乘直(zhi)線保證了傳(chuan)感器實際輸(shu)出的平均值(zhí)對它的🎯偏差(chà)的平方和爲(wei)最小，即可以(yi)保證🌈拟合直(zhi)線得到的結(jié)果與實測結(jié)果之間的偏(pian)差很小，更具(jù)可靠性。根據(jù)定義，線性度(dù)即是校準曲(qǔ)線對這條最(zui)小二乘拟合(he)直線的偏🐕離(li)程度。
4插入式(shì)電磁流量計(ji)非線性現象(xiang)成因
    插入式(shì)電磁流量計(jì)使用時在被(bei)測管道合适(shi)位置處打孔(kong)插入以測量(liang)導電流體流(liú)量，并且可以(yi)在不斷流的(de)情況下🐇取出(chū)進行清洗和(hé)維修，操作十(shí)分方便。但是(shi)插入管道的(de)探頭對于管(guan)道流🈲場來說(shuō)，相當于引入(rù)了一個阻流(liú)器件，流體對(duì)此探頭進行(hang)繞流運動，如(ru)圖2所示。

其(qí)中，△max爲最大殘(can)差，Y爲理論滿(mǎn)量程輸出。本(běn)文采用最小(xiao)二乘法進行(háng)線性度評定(dìng)，即拟合直線(xian)爲最小二乘(cheng)直線。最小二(èr)乘直線保證(zheng)了傳感器實(shi)際輸出的平(ping)均值🥰對它的(de)🏃偏差的平方(fāng)和爲最小，即(ji)可以保證拟(nǐ)合直線得到(dào)的結果與實(shí)測結果之間(jian)的偏差很🤞小(xiao)，更具可靠性(xìng)。根據定義，線(xiàn)性度即是校(xiào)準曲線對😄這(zhe)條最小二乘(chéng)拟合直線的(de)偏離程度。