河道汙水流量計的原理及傳感器線性度評定

近年來，隨著流量計量（liàng）行業的發展，河道汙水流量計以其無可動部件、無壓力損失、測量量程範圍寬等優（yōu）點（diǎn）應用與各種場合，而在使用過程（chéng）中遇到的一個難題（tí）就（jiù）是如何提高大口徑大流量計量的準確度。如果使（shǐ）用管道式（shì）河道汙水流量計測量大口徑管道流量，則其體積大、加工成本高並且標定和安裝維修都十分困難，給工（gōng）程應（yīng）用（yòng）帶來很多不便。所以在這種情況下，一般用（yòng）河道汙水流量計（jì）代替管道式河道汙水流量計用於測量大口徑管道的流（liú）量。
但是河道汙水流量計會產生非線（xiàn）性（xìng）現象，影響測量的準確（què）性。現在很多學者解決這個問題多采用的是多段（duàn）非線性補償方法，把真個量程範圍裏麵的流量分成多個流量段，再分別求解出不同階段的流量係數，從而可（kě）以（yǐ）得出各個階段的流量值。但是這種（zhǒng）方法（fǎ）使用起（qǐ）來比較複雜，且精（jīng）度也受到了（le）限製。所以本文（wén）從河道汙水（shuǐ）流量計自（zì）身結構處罰，找出產生非線性現象的原（yuán）因，從源頭上找出提高河道汙水流量計線性度的方法。
河（hé）道汙水流量計工作原理
河道汙水流量計測量原理是基於（yú）法拉*電磁感（gǎn）應定律E=BLv，其中，E為兩電*之間（jiān）產生的感應電動勢，B為（wéi）磁感應強度，L為切割磁感應線的有效長（zhǎng）度，v為平均流速，流質為導電介（jiè）質，原理如圖1所示。

並且（1）式經變換可（kě）表示（shì）為

當B和L都為常數時，隻要測得感應電（diàn）動勢E就可以得到平均流速（sù）v，因被測管道的橫截麵積已知，這樣就可以（yǐ）很容易（yì）求得某導電（diàn）流質（zhì）的體（tǐ）積流量。

其中，D為被測管（guǎn）道內徑Qv為體積流量。
由（3）式可（kě）知，當插（chā）入管道結構一定時，體積流（liú）量Qv與比值E/B成正比，而與流體的溫度、密度、管內壓力等無關。當磁感（gǎn）應強度B為常數時，體（tǐ）積流量Qv與（yǔ）感應電動勢E成正比，即（jí）體積流量與感應電動勢之間是完全呈線性關係的。
傳感器線性度評定
線性度是傳感器的主要靜態性能指標（biāo）之一（yī），其定義為測試係統的輸出和輸（shū）入係統能（néng）否想理想係統那天保（bǎo）持正常值比例關係（線性關係）的一種（zhǒng）度量。線性度反應了校準曲線與某一規定直（zhí）線一致的程度，詞規（guī）定直線即為按一定方法確（què）定的理想直線。線性度又稱為非線性度，參考GB/T18459-2001《傳感器主（zhǔ）要靜態性能（néng）指標（biāo）計算方法》中的線性度定義：正、反行程實際平均特性曲線相對於（yú）參比直線（擬合直線）的*大偏（piān）差，用滿量程輸出（chū）的百分比來表示。這一指（zhǐ）標通常以線性誤差表示

本文采用（yòng）*小二乘（chéng）法進行線性度評定，即擬合（hé）直線為*小二（èr）乘直線。*小二乘直線保證了傳感器至*輸出的平（píng）均值對它的（de）偏差的平方和（hé）為*小，即可以保（bǎo）證擬合直線得到的結果（guǒ）與實測結果之間（jiān）的（de）偏差很小，更具可（kě）靠性。根據定義，線性（xìng）度即是校準曲線對這條*小二乘擬合直線的（de）偏離程度。

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