電磁流量計校準實驗具體實施
   本系統采用(yòng)标準表比較法，具體的(de)實施過程與實驗結果如下(xià)所述。
   5．4．1标準表比較法實驗裝置
   本文所用(yòng)實驗裝晟如圖5—4所示，Vl、V2爲在标準孔闆流量計前的(de)閥門， 用(yòng)于調節流速大(dà)小，電磁流量計1爲管徑是15mm的(de)标準表，電磁流量計2爲管徑是40mm的(de)标準表，标準表的(de)最大(dà)誤差O．11％，完全符合上文所提等精度傳遞的(de)要求。被校表爲本文設計的(de)電磁流量轉換器配合某廠家傳感器，傳感器管徑爲25mm，實物(wù)圖見圖5—5。實驗介質爲水(shuǐ)，操作溫度爲室溫。此裝置最大(dà)标定流量爲3．5m3／h。圖5—4實驗裝置示意圖圖5—5轉換器實物(wù)圖
  5．4．2标準表比較法實驗目标流速點需要閥門控制的(de)實際瞬時(shí)流速點以及對(duì)應的(de)标準表(樣機傳感器管徑爲25mm)顯示的(de)瞬時(shí)流量見表5—3，計算(suàn)公式爲F=V×3．1415926×O．025×O．025 ×3600／4。V爲标準流速，單位爲m／s；F爲需要标準表顯示流速，單位爲m3／11。表5-3目标流速與流量對(duì)應表标準流速V(m／s) 需要标準表顯示流速F(m3m) 0、1 O．1767 0．2 0．3534 0．3 0．5301 0．4 0．7069 0，5 0．8836 0 6 1．0603 0 7 1．2370 0 8 1．4137 0．9 1．5904 1 1．7671
  5．4．3标準表比較法實驗數據
  (1)實驗數據表格
  表5—4實驗數據l标準表流速Vs(mts) 标準表累積流量Qs(L) 樣機累積流量Qm(L) 0 0979 25．93 23．0277 0．2065 48．38 48．6889 0．3022 73．10 73．6022 0．4040 98．97 99．6328 0．4991 117．66 l 18．2746 0．5981 156．88 157．9328 0．6983 159。54 160．5734 0．8024 191．96 193．3001 0 8975 217．02 218．0032 1，0010 226．13 227．1045 标準表流速Vs(m／s) 标準表累積流量Qs(L) 樣機累積流量Qm(L) 01002 22．59 23．012l 0．2026 41．05 40．1199 O．2914 68．60 69．6746 0 3967 93．31 93．88310 5019 114．76 1 14．9521 0．6106 141．17 142 4448 0 7023 164．32 165．1533 0 7996 194．09 195．0533 0．9003 209．03 210 0557 标準襲流速Vs fm／s) 标準表累積流量Qs(L) 樣機累積流量Qm(L) 0．】019 26．58 26．7065 O．1992 37．71 37．7733 0 3039 71．64 72．0102 0．4035 80．34 80．9903 0．4946 109．94 109．7839 0．5964 121．93 122．8301 0．7011 151．26 152．215 O，8019 162．11 163．0749 0．9077 195．80 196．9133 0．9948 204．75 205．71 标準表流速Vs(m／s) 标準表累積流量Qs(L) 樣機累積流量Qm(L) 0．1053 19．97 20．4762 01975 38．49 38．8202 0．2977 63．60 63．9148 0．3967 83．76 84．1068 0．5053 112．37 112．9144 0．5953 133．02 133．7166 0．7017 148．51 149．3296 0．7968 155．14 155．4076 0 8992 172．49 174．0909 O．9982 217．78 218．7707 标準表流速Vs(m／s1 标準表累積流量Qs(L) 樣機累積流量Qm(L) 0．0990 19．31 19．2142 }0 1981 38．82 38．4599 0 2909 57．67 57．9713 【0 3967 74．43 75．122l 0．5076 97．49 98．3982 0．6078 119．56 120．2142 0．7057 139．72 140．5801 0．8086 165．08 166．1169 0．9133 181．70 182．6468
   (2)實驗數據線性拟合圖
   圖5--6爲累積流量線性拟合圖(x爲樣機累積流量，Y爲标準表累積流量即目标累積流量，第1，2組數據拟合出的(de)直線，剩下(xià)的(de)數據來(lái)驗證) 圖5—6累積流量線性拟合圖
   (3)根據數據線性拟合求出精度表格，即用(yòng)拟合出直線公式算(suàn)出樣機測量流量與實際流量的(de)偏差。校正後樣機累積流量Qc=Qm×O．995-o．0692： 校正後樣機累積流量誤差Bq=(Qc-Qs)／QsX 100％。Qc爲校正後樣機累積流量，單位爲L；Qm爲樣機累積流量，單位爲L；Qs 爲樣機累積流量，單位爲L。表5—5實驗誤差表标準表流标準表累計流量校正後樣機累計流量校正後樣機累積流量誤差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．0979 25．93 22 5449 一13．0547％ 0．2065 48．38 48．1266 一0．5238％ 0，3022 73．10 72．9626 ．0。1879％ 0 4040 98+97 98 9125 ．0．0581％ 0 4991 117．66 1 17．4965 ．0．1389％ 0．5981 156．88 157．03 18 0 0968％ 0，6983 159．54 159．6642 0 0779％ 0 8024 191．96 192．2895 0．17】6％ 0．8975 217．02 216．9160 ．0．0479％ 1．0010 226．13 225。989l ．0．0623％ 标準表流标準表累計流量校正後樣機累計流量校正後樣機累積流量誤差速Vs(rrds】Qs(L) Qc(L) Bq 0．1002 22．59 22．5294 —0．2684％ 0 2026 41．05 39．5841 ．3 5709％ 0．2914 68．60 69．0472 O．6519％ O 3967 93．31 93，1807 -0．1386％ 0．6106 141．17 141 5918 0．2988％ 0 7023 164．32 164．2299 ．0 0548％ 0．7996 194．09 194．0372 ．O．0272％ 0 9003 209．03 208．993 1 ．0．0176％ 标準表流标準表累計流量校正後樣機累計流量校正後樣機累積流景誤差速Vs(m／s) Qs(L) Qe(L) Bq 01019 26．58 26．2123 ．1．3833％ 0．1992 37 71 37．2448 ．1 2336％ 0．3039 71．64 71．3756 ．0．369l％ 0 4035 80．34 80．3278 ．0．0151％ 0 4946 109．94 110．0291 0．0810％ O．5964 121．93 122．0379 0．0885％ 0．7011 151．26 l 5l 3317 0 0474％ 0．8019 162。1l 162．1580 0。0296％ 0．9077 195．80 195．8915 0 0467％ 0．9948 204．75 204．6609 ．0．0435％标準表流标準表累計流量校正後樣機累計流量校正後樣機累積流量誤差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．1053 19．97 20．0013 0．1569％ O．1975 38．49 38，2885 ．0．5236％ 0．2977 63．60 63．3053 ．0．4634％ 0．3967 83．76 83．4347 -0。3884％ 0．5053 112．37 112．1530 ．0．1931％ 0 5953 133．02 132．8907 ．0．0972％ 0 7017 148．51 148．4553 ．0．0368％ 0 7968 155．14 154．5144 一0．4032％ 0．8992 172．49 173．1398 0．3767％ 0．9982 217．78 217681l ．0．0454％ 标準表流标準表累計流量校正後樣機累計流量校正後樣機累積流量誤差速Vs(m／s) Qs(L) Qc(L) Bq 0．0990 19．31 20．0013 0．1569％ 0．1981 38．82 38，2885 一0．5236％ 0．2909 57．67 63，3053 一0．4634％ 0．3967 74．43 74．4778 0．0643％ 0 5076 97．49 97．6818 0．1967％ 0，6078 119．56 1 19．430l -O．1086％ 0，7057 139．72 139．7329 0 0092％ 0．8086 165．0S 165．1905 0．0670％ 0 9133 181．70 181．6692 ．0．叭70％ 0 9909 203．00 202．8140 ．0．0916％
   (4)關于誤差的(de)討(tǎo)論重複性是檢測系統最基本的(de)技術指标，是其他(tā)各項指标的(de)前提和(hé)保證。重複性的(de)定義是在同一條件下(xià)，對(duì)同一被測量，同一方向，多(duō)次重複測量，得(de)到的(de)測量數據的(de)差異程度。此差異程度對(duì)于同一被測量值，是指各次測量數值的(de)偏差程度；而對(duì)于不同被測數值，是指各次測量曲線的(de)偏差程度，也(yě)就是測量數據的(de)分(fēn)散性。重複性誤差表征量爲标準差o，計算(suàn)公式爲： 式中：Y，一測量輸出值，i=1，2，.，In_ Y～輸出值的(de)平均值。o大(dà)，則分(fēn)散性大(dà)；反之亦然。重複性誤差R的(de)定義爲： R=A 0 R／0 n×100％ (5—5) A 0 R～同一實驗點上幾次測量的(de)實際輸出信号值之間的(de)最大(dà)差值，o n 爲輸出測量值的(de)平均值。表5—4爲樣機實驗數據的(de)重複性誤差表，每個(gè)實驗點有5組數據。表5—6實驗重複性誤差表标準流速點V(m／s) 樣機重複性誤差0．1 ±1．0107％ 0．2 ±1．5610％ O．3 ±0．0955％ 0．4 ±0．2562％ O．5 ±0．3799％ 0．6 ±0．1884％ 0．7 ±0．0699％ O．8 ±0．2615％ 0．9 ±0．2361％ 1．0 ±0．0231％ 由結果可(kě)以看出流速在O．3m／s以上時(shí)，重複性誤差爲±0．3799％，說明(míng)此樣機仍然需要在重複性上加以改進。
  (5)非線性校正
   就第一章(zhāng)中所提到的(de)電磁流量計的(de)工作原理(lǐ)的(de)公式(式1—4和(hé)式1—5)， 是在一定的(de)條件下(xià)才能成立。它假定： 首先，假設磁場(chǎng)恒定不變，而且是均勻分(fēn)布的(de)。此假設成立，則可(kě)以忽略導電液體在磁場(chǎng)中運動所産生的(de)感生電流對(duì)磁場(chǎng)分(fēn)布的(de)影(yǐng)響以及這(zhè)一感生電流與電磁力相互作用(yòng)對(duì)液體流動速度的(de)影(yǐng)響。這(zhè)兩種效應在測量液體金屬時(shí)是不可(kě)忽略的(de)。
  其次，假設被測液體的(de)流速爲軸對(duì)稱分(fēn)布，而且液體中的(de)感生電流與電場(chǎng)對(duì)稱，且平行于液體的(de)軸向。再次，假設液體的(de)導電率是均勻和(hé)各向同性的(de)，且不受電場(chǎng)或液體流動的(de)影(yǐng)響。
   最後，假設被測液體是非磁性的(de)，并且它的(de)磁導率肛與真空磁導率¨。一緻， 這(zhè)樣可(kě)忽略液體磁性與工作磁場(chǎng)間相互作用(yòng)對(duì)流量測量的(de)影(yǐng)響。也(yě)就是說隻有滿足上述條件才可(kě)以認爲感應電動勢u與瞬時(shí)體積流量q、，成正比，且完全是線性關系。我們實驗的(de)介質是水(shuǐ)平管段的(de)自來(lái)水(shuǐ)，因此後三點的(de)假設條件均滿足要求。所以需要討(tǎo)論的(de)是磁場(chǎng)是否是恒定不變的(de)，而磁場(chǎng)分(fēn)布取決于傳感器的(de)設計和(hé)制造。事實上，目前市場(chǎng)上所生産的(de)電磁流量傳感器設計雖然是本著(zhe)使測量關系爲線性的(de)原則，但不能保證制造出來(lái)的(de)傳感器的(de)感應信号沒有非線性。因而引入多(duō)段非線性補償有助于提高(gāo)整個(gè)測量系統的(de)精度。多(duō)段非線性補償在計算(suàn)瞬時(shí)流速進行補償，簡單的(de)說就是用(yòng)多(duō)段折線來(lái)代替直線進行校正。将有助于提高(gāo)測量系統的(de)精度。
   5．4．4标準表比較法實驗結果分(fēn)析
   此樣機在O．3m／s至lm／s流速段處用(yòng)一條直線來(lái)拟合即可(kě)，在流速爲0。3m／s 以上時(shí)(去除測量錯誤點後)相對(duì)誤差爲O．46％。說明(míng)如下(xià)：任取2組數據拟合直線，剩下(xià)3組驗證，或者任取3組數據拟合直線，剩下(xià)2組驗證，此轉換器在O，3m／s至lm／s流速段處用(yòng)一條直線來(lái)拟合，精度可(kě)達0．5％。
   5．5本章(zhāng)小結
   本章(zhāng)首先對(duì)系統模塊性能進行測試，然後介紹系統整體測試的(de)方法以及智能電磁流量計的(de)校驗方法，討(tǎo)論關于等精度傳遞的(de)概念并在實際實驗中應用(yòng)，最後分(fēn)豐廳了(le)實驗數據，給出實驗結論。