1.引(yin)言
    近(jin)年以(yi)來，随(sui)着流(liu)量計(ji)量行(hang)業的(de)發展(zhan)， 電磁(ci)流量(liang)計 以(yi)其無(wu)可動(dong)部件(jian)、無壓(ya)力損(sun)失、測(ce)量量(liang)程範(fan)圍寬(kuan)等優(you)♍點應(ying)用于(yu)💯各種(zhong)場合(he)，而在(zai)使用(yong)過程(cheng)中遇(yu)到的(de)一個(ge)難題(ti)就🔴是(shi)如何(he)提高(gao) 大口(kou)徑流(liu)量計(ji) 量的(de)準确(que)度。如(ru)果使(shi)用 管(guan)道式(shi)電磁(ci)流量(liang)計 測(ce)量大(da)口徑(jing)管道(dao)流量(liang)，則其(qi)體積(ji)大、加(jia)工成(cheng)本高(gao)并且(qie)标定(ding)和安(an)裝維(wei)修都(dou)十分(fen)困難(nan)，給工(gong)程應(ying)用帶(dai)來很(hen)多不(bu)便。所(suo)以在(zai)這種(zhong)情況(kuang)下，一(yi)般用(yong)插人(ren)式電(dian)磁流(liu)量計(ji) 代替(ti)管道(dao)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)用于(yu)測量(liang)大口(kou)徑管(guan)道的(de)流量(liang)💛。但是(shi)插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)會産(chan)生非(fei)線性(xing)現象(xiang)，影響(xiang)測量(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的準(zhun)确性(xing)。現在(zai)很多(duo)學者(zhe)解決(jue)這個(ge)問題(ti)多采(cai)用✂️的(de)是多(duo)段非(fei)線性(xing)補償(chang)方法(fa)，把🤟整(zheng)個量(liang)程範(fan)圍裏(li)面的(de)♉流量(liang)分成(cheng)多個(ge)流量(liang)段，再(zai)分别(bie)求解(jie)出不(bu)同階(jie)段的(de)流量(liang)系數(shu)，從而(er)可以(yi)得出(chu)各段(duan)的流(liu)量值(zhi)🛀。但是(shi)這種(zhong)方法(fa)使用(yong)起來(lai)比較(jiao)🏃🏻‍♂️複雜(za)，且精(jing)度也(ye)受到(dao)‼️了限(xian)制。所(suo)以本(ben)文從(cong)電磁(ci)流量(liang)計自(zi)身結(jie)構出(chu)發，找(zhao)出産(chan)生非(fei)線性(xing)現象(xiang)😘的原(yuan)因，從(cong)源頭(tou)上找(zhao)出提(ti)高插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計線(xian)性度(du)的方(fang)法。
2.插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計工(gong)作原(yuan)理
    插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計測(ce)量原(yuan)理是(shi)基于(yu)法拉(la)第電(dian)磁🏃🏻‍♂️感(gan)應定(ding)✂️律E=BLv
其(qi)中，E爲(wei)兩電(dian)極之(zhi)間産(chan)生的(de)感應(ying)電動(dong)勢，B爲(wei)磁感(gan)應強(qiang)度，L爲(wei)切割(ge)磁感(gan)線的(de)有效(xiao)長度(du)，爲平(ping)均流(liu)速，流(liu)質爲(wei)導電(dian)介質(zhi)，原理(li)圖如(ru)圖1所(suo)示。并(bing)且(1)式(shi)經變(bian)換可(ke)表示(shi)爲

當B和(he)都爲(wei)常數(shu)時，隻(zhi)要測(ce)得感(gan)應電(dian)動勢(shi)E就可(ke)以得(de)到平(ping)均✨流(liu)速，因(yin)被測(ce)管道(dao)的橫(heng)截面(mian)積已(yi)知，這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)很容(rong)易求(qiu)得某(mou)導電(dian)流質(zhi)的體(ti)積流(liu)量

其(qi)中，D爲(wei)被測(ce)管道(dao)内徑(jing)，Q爲體(ti)積流(liu)量。
由(you)(3)式可(ke)知，當(dang)插入(ru)管道(dao)結構(gou)一定(ding)時，體(ti)積流(liu)量P與(yu)比值(zhi)E／B成🌏正(zheng)🧡比，而(er)與流(liu)體的(de)溫度(du)、密度(du)、管内(nei)壓力(li)等無(wu)關🈲。
當(dang)磁感(gan)應強(qiang)度B爲(wei)常數(shu)時，體(ti)積流(liu)量Q與(yu)感應(ying)電動(dong)勢🚶E成(cheng)正比(bi)，即體(ti)積流(liu)量與(yu)感應(ying)電動(dong)勢之(zhi)間是(shi)完全(quan)呈線(xian)性關(guan)系的(de)。
3.傳感(gan)器線(xian)性度(du)評定(ding)
    線性(xing)度是(shi)傳感(gan)器的(de)主要(yao)靜态(tai)性能(neng)指标(biao)之一(yi)，其定(ding)義爲(wei)測試(shi)系統(tong)的輸(shu)出和(he)輸入(ru)系統(tong)能否(fou)像理(li)想系(xi)統那(na)🔞樣保(bao)持正(zheng)常值(zhi)比例(li)關系(xi)(線性(xing)關系(xi))的一(yi)種度(du)量。線(xian)性度(du)反應(ying)了校(xiao)準曲(qu)線與(yu)某一(yi)規定(ding)直線(xian)一緻(zhi)的程(cheng)度，此(ci)規定(ding)直線(xian)即爲(wei)按一(yi)定方(fang)法确(que)定的(de)理想(xiang)♻️直線(xian)。線性(xing)度又(you)稱爲(wei)非線(xian)性度(du)，參考(kao)GB／T18459—2001《傳感(gan)器主(zhu)要靜(jing)态性(xing)能指(zhi)标計(ji)算方(fang)法》中(zhong)的線(xian)性度(du)定
義(yi)：正、反(fan)行程(cheng)實際(ji)平均(jun)特性(xing)曲線(xian)相對(dui)于參(can)比直(zhi)線(拟(ni)合直(zhi)線🤟)的(de)最大(da)偏差(cha)，用滿(man)量程(cheng)輸出(chu)的百(bai)分比(bi)來表(biao)示🌈。這(zhe)一指(zhi)标通(tong)常以(yi)線⭐性(xing)誤差(cha)表示(shi)

其中(zhong)，△max爲最(zui)大殘(can)差，Y爲(wei)理論(lun)滿量(liang)程輸(shu)出。本(ben)文采(cai)用最(zui)小二(er)乘法(fa)進行(hang)線性(xing)度評(ping)定，即(ji)拟合(he)直線(xian)爲最(zui)小二(er)乘直(zhi)♊線。最(zui)小二(er)💁乘直(zhi)線保(bao)證了(le)傳感(gan)器實(shi)際輸(shu)出的(de)🥵平均(jun)值㊙️對(dui)它的(de)💔偏差(cha)的平(ping)方和(he)爲最(zui)小，即(ji)可以(yi)保證(zheng)拟合(he)直線(xian)得到(dao)的結(jie)果與(yu)實測(ce)結果(guo)之間(jian)的偏(pian)差很(hen)📱小，更(geng)具可(ke)靠性(xing)。根據(ju)定義(yi)，線性(xing)度即(ji)是校(xiao)準曲(qu)線對(dui)這條(tiao)最小(xiao)二乘(cheng)拟合(he)直線(xian)的偏(pian)離程(cheng)度。
4插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計非(fei)線性(xing)現象(xiang)成因(yin)
    插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)使用(yong)時在(zai)被測(ce)管道(dao)合适(shi)位置(zhi)處🈲打(da)🔅孔插(cha)入以(yi)測量(liang)導電(dian)流體(ti)流量(liang)，并且(qie)可以(yi)在不(bu)斷流(liu)的情(qing)💋況下(xia)取出(chu)進行(hang)☁️清洗(xi)和維(wei)修，操(cao)作十(shi)分方(fang)便。但(dan)是插(cha)入管(guan)道的(de)探頭(tou)對于(yu)管道(dao)流場(chang)來說(shuo)，相當(dang)于引(yin)入了(le)一個(ge)阻流(liu)器件(jian)，流體(ti)對此(ci)探頭(tou)進行(hang)繞流(liu)💋運動(dong)，如圖(tu)2所示(shi)。

其中(zhong)，△max爲最(zui)大殘(can)差，Y爲(wei)理論(lun)滿量(liang)程輸(shu)出。本(ben)文采(cai)用最(zui)小二(er)💔乘法(fa)進行(hang)線性(xing)度評(ping)定，即(ji)拟合(he)直線(xian)爲最(zui)小二(er)✔️乘直(zhi)👅線。最(zui)小二(er)乘直(zhi)線保(bao)證了(le)傳感(gan)器實(shi)際輸(shu)出的(de)平均(jun)值對(dui)它的(de)偏差(cha)的平(ping)方和(he)爲最(zui)小💃，即(ji)可以(yi)保證(zheng)拟合(he)直線(xian)得到(dao)的結(jie)果與(yu)實測(ce)結果(guo)之間(jian)的偏(pian)差很(hen)💃🏻小，更(geng)具可(ke)靠性(xing)。根據(ju)定義(yi)，線性(xing)度即(ji)是校(xiao)準曲(qu)線對(dui)這條(tiao)最小(xiao)二乘(cheng)拟合(he)直線(xian)的偏(pian)離程(cheng)度。