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智能电磁流量计抗干扰技术的研究
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四 智能电磁流量计硬件抗干扰技术

综合上述电磁流量计干扰噪声产生的物理和特性分析,智能电磁流量计分别采用硬件和软件干扰技术,以提高电磁流量计抗干扰能力。

1 新型励磁技术是提高电磁流量计抗干扰能力的重要手段

电磁流量计励磁技术的发展,不仅减弱电极极化电势、泥浆干扰、流动噪声的影响,又能改变工频干扰的形态,便于同步采样技术处理工频干扰噪声,以避免工频干扰的影响。目前电磁流量传感器采用工频频率同步三值低频矩形励磁和双频矩形波励磁,从而提高电磁流量计整个抗干扰能力,提高电磁流量计的测量精度和可靠性。

2 前置放大器的设计是提高抗干扰能力的首要环节

电磁流量传感器输出流信号十分微弱,内阻抗较高,因此高输出入阻抗、低漂移、低噪声、高CRMM前置放大器才能满足抗同相共模干扰的要求。前置放大器采用JFET高输入阻抗电压缓冲器,低漂移低噪声减法器,精密电阻精心匹配组成仪用放大器,并采用输入保护技术,共模电压自举技术和接地技术大大提高抗共模干扰的能力,抑制零点漂移的影响。

3 同步采样的频度补偿技术

同步采样和工频电源频率监视补偿技术,是提高抗流量信号电势中混入工频干扰和工频电源频率波动产生工频干扰能力的有效方法。同步采样技术,其采样脉宽为工频周期的整数倍,使流量信号电势中工频干扰平均值等于零,以消除工频干扰的影响;工频电源的频率波动补偿是保证频率的动态波动中,励磁电源和采样脉冲得以同步调整,真正实现同步采样技术和同步励磁技术,同步A/D转换,以降低工频干扰的影响。

4 采用新型HCMOS系列芯片技术

采用74HC系列芯片技术较采用74LS系列芯片其低噪声容限提高2.4倍,高燥声容限提高2.1倍,智能电磁流量计整个硬件采用74HC系列芯片,不仅降低整个功耗,而且提高元器件本身抗干扰能力,为电源流量计小型轻量一体化奠定了基础。

5 微处理器系统电源电压监视技术

智能电磁流量计中微处理器系统当电源瞬态欠压,励磁开关脉冲动作都会造成微处理器误动作,数据丢失等现象,因此必须采用可靠的复位电路和电源电压监视技术。最简单实用的方法是采用低成本电源配合高灵敏度的电源电压监视器,提高微处理器系统和抗干扰能力。如图4所示微处理器电压监视器,其采用TL7705CP电源电压监视器芯片,具有电源加电、电源瞬时欠压均能产生可靠的复位信号。

五 智能电磁流量计软件抗干扰技术

智能电磁流量计固化在EPROM中的软件配合硬件除完成智能电磁流量计的正常功能外,必须具备较强的抗干扰能力和容错能力,组成完善的应用程序。
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