電磁流量計(jì)是以法拉第電磁感應(yīng)定律為理論基礎(chǔ)的流量測(cè)量?jī)x表。相比于其它流量測(cè)量?jī)x表,其測(cè)量管道中無(wú)活動(dòng)部件,壓力損失小,靈敏度高;且測(cè)量精度不受被測(cè)流體密度、壓力與溫度的影響。廣泛用于城市污水處理以及化工、食品、醫(yī)藥生產(chǎn)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)糖漿、藥漿、泥漿等導(dǎo)電流體的流量測(cè)量。接觸式電磁流量計(jì)檢測(cè)電極與液面接觸,電極易于腐蝕、磨損,流量信號(hào)中噪聲種類(lèi)較多;同時(shí)由于被測(cè)流體電導(dǎo)率低,信號(hào)不易檢出等特點(diǎn),因此,對(duì)檢測(cè)電路的性能要求較高。電容式電磁流量計(jì)在接觸式電磁流量計(jì)的理論基礎(chǔ)之上,結(jié)構(gòu)上有效的保護(hù)了檢測(cè)電極,減少了流量信號(hào)噪聲的成分;通過(guò)電容耦合的方式降低了傳感器內(nèi)阻,提高了信號(hào)的穩(wěn)定性與測(cè)量精度。本課題在實(shí)驗(yàn)室已有的研究基礎(chǔ)之上,首先對(duì)電容式電磁流量計(jì)的基本理論與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述。著重分析了流量信號(hào)的特征及其噪聲成分與來(lái)源。然后通過(guò)分析常用幾種勵(lì)磁方式的優(yōu)缺點(diǎn),確定采用200Hz矩形波作為勵(lì)磁信號(hào);并利用Ansoft Maxwell 14.0磁場(chǎng)仿真軟件對(duì)電容式電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析與磁場(chǎng)優(yōu)化。硬件電路設(shè)計(jì)中,采用32位微處理器STM32F407VET6作為控制芯片,通過(guò)低壓差線性穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓輸出特性實(shí)現(xiàn)恒流控制,結(jié)合H橋電路設(shè)計(jì)合理的低頻矩形波勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)傳感器磁場(chǎng)的產(chǎn)生。同時(shí),基于電容式電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)及流量信號(hào)的特征,采用自舉跟隨電路結(jié)構(gòu)提高信號(hào)檢出電路的輸入阻抗,實(shí)現(xiàn)對(duì)流量信號(hào)的獲取。流量信號(hào)處理電路利用儀表放大器差分放大的特性,結(jié)合旋轉(zhuǎn)電容濾波與精密整流電路對(duì)流量信號(hào)進(jìn)行處理與調(diào)整。課題最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式,以生活自來(lái)水作為被測(cè)對(duì)象,實(shí)現(xiàn)了對(duì)流量信號(hào)的獲取與處理,有效的建立流量信號(hào)輸出電壓幅值與瞬時(shí)流量之間的關(guān)系,驗(yàn)證了整個(gè)課題設(shè)計(jì)的正確性。