電磁流量計校準實驗具體實施
   本系統(tǒng)采用標準表比較法，具體的實施過程與實驗結果如下所述。
   5．4．1標準表比較法實驗裝置
   本文所用實驗裝晟如圖5—4所示，Vl、V2為在標準孔板流量計前的閥門， 用于調節(jié)流速大小，電磁流量計1為管徑是15mm的標準表，電磁流量計2為管徑是40mm的標準表，標準表的最大誤差O．11％，完全符合上文所提等精度傳遞的要求。被校表為本文設計的電磁流量轉換器配合某廠家傳感器，傳感器管徑為25mm，實物圖見圖5—5。實驗介質為水，操作溫度為室溫。此裝置最大標定流量為3．5m3／h。圖5—4實驗裝置示意圖圖5—5轉換器實物圖
  5．4．2標準表比較法實驗目標流速點需要閥門控制的實際瞬時流速點以及對應的標準表(樣機傳感器管徑為25mm)顯示的瞬時流量見表5—3，計算公式為F=V×3．1415926×O．025×O．025 ×3600／4。V為標準流速，單位為m／s；F為需要標準表顯示流速，單位為m3／11。表5-3目標流速與流量對應表標準流速V(m／s) 需要標準表顯示流速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標準表比較法實驗數(shù)據(jù)
  (1)實驗數(shù)據(jù)表格
  表5—4實驗數(shù)據(jù)l標準表流速Vs(mts) 標準表累積流量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 標準表流速Vs(m／s) 標準表累積流量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 標準襲流速Vs fm／s) 標準表累積流量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 標準表流速Vs(m／s) 標準表累積流量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 標準表流速Vs(m／s1 標準表累積流量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(shù)據(jù)線性擬合圖
   圖5--6為累積流量線性擬合圖(x為樣機累積流量，Y為標準表累積流量即目標累積流量，第1，2組數(shù)據(jù)擬合出的直線，剩下的數(shù)據(jù)來驗證) 圖5—6累積流量線性擬合圖
   (3)根據(jù)數(shù)據(jù)線性擬合求出精度表格，即用擬合出直線公式算出樣機測量流量與實際流量的偏差。校正后樣機累積流量Qc=Qm×O．995-o．0692： 校正后樣機累積流量誤差Bq=(Qc-Qs)／QsX 100％。Qc為校正后樣機累積流量，單位為L；Qm為樣機累積流量，單位為L；Qs 為樣機累積流量，單位為L。表5—5實驗誤差表標準表流標準表累計流量校正后樣機累計流量校正后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％ 標準表流標準表累計流量校正后樣機累計流量校正后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％ 標準表流標準表累計流量校正后樣機累計流量校正后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％標準表流標準表累計流量校正后樣機累計流量校正后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％ 標準表流標準表累計流量校正后樣機累計流量校正后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)關于誤差的討論重復性是檢測系統(tǒng)最基本的技術指標，是其他各項指標的前提和保證。重復性的定義是在同一條件下，對同一被測量，同一方向，多次重復測量，得到的測量數(shù)據(jù)的差異程度。此差異程度對于同一被測量值，是指各次測量數(shù)值的偏差程度；而對于不同被測數(shù)值，是指各次測量曲線的偏差程度，也就是測量數(shù)據(jù)的分散性。重復性誤差表征量為標準差o，計算公式為： 式中：Y，一測量輸出值，i=1，2，.，In_ Y～輸出值的平均值。o大，則分散性大；反之亦然。重復性誤差R的定義為： R=A 0 R／0 n×100％ (5—5) A 0 R～同一實驗點上幾次測量的實際輸出信號值之間的最大差值，o n 為輸出測量值的平均值。表5—4為樣機實驗數(shù)據(jù)的重復性誤差表，每個實驗點有5組數(shù)據(jù)。表5—6實驗重復性誤差表標準流速點V(m／s) 樣機重復性誤差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％ 由結果可以看出流速在O．3m／s以上時，重復性誤差為±0．3799％，說明此樣機仍然需要在重復性上加以改進。
  (5)非線性校正
   就第一章中所提到的電磁流量計的工作原理的公式(式1—4和式1—5)， 是在一定的條件下才能成立。它假定： 首先，假設磁場恒定不變，而且是均勻分布的。此假設成立，則可以忽略導電液體在磁場中運動所產生的感生電流對磁場分布的影響以及這一感生電流與電磁力相互作用對液體流動速度的影響。這兩種效應在測量液體金屬時是不可忽略的。
  其次，假設被測液體的流速為軸對稱分布，而且液體中的感生電流與電場對稱，且平行于液體的軸向。再次，假設液體的導電率是均勻和各向同性的，且不受電場或液體流動的影響。
   最后，假設被測液體是非磁性的，并且它的磁導率肛與真空磁導率¨。一致， 這樣可忽略液體磁性與工作磁場間相互作用對流量測量的影響。也就是說只有滿足上述條件才可以認為感應電動勢u與瞬時體積流量q、，成正比，且完全是線性關系。我們實驗的介質是水平管段的自來水，因此后三點的假設條件均滿足要求。所以需要討論的是磁場是否是恒定不變的，而磁場分布取決于傳感器的設計和制造。事實上，目前市場上所生產的電磁流量傳感器設計雖然是本著使測量關系為線性的原則，但不能保證制造出來的傳感器的感應信號沒有非線性。因而引入多段非線性補償有助于提高整個測量系統(tǒng)的精度。多段非線性補償在計算瞬時流速進行補償，簡單的說就是用多段折線來代替直線進行校正。將有助于提高測量系統(tǒng)的精度。
   5．4．4標準表比較法實驗結果分析
   此樣機在O．3m／s至lm／s流速段處用一條直線來擬合即可，在流速為0。3m／s 以上時(去除測量錯誤點后)相對誤差為O．46％。說明如下：任取2組數(shù)據(jù)擬合直線，剩下3組驗證，或者任取3組數(shù)據(jù)擬合直線，剩下2組驗證，此轉換器在O，3m／s至lm／s流速段處用一條直線來擬合，精度可達0．5％。
   5．5本章小結
   本章首先對系統(tǒng)模塊性能進行測試，然后介紹系統(tǒng)整體測試的方法以及智能電磁流量計的校驗方法，討論關于等精度傳遞的概念并在實際實驗中應用，最后分豐廳了實驗數(shù)據(jù)，給出實驗結論。