从炼油厂到主动售货机等工业运用要求具有准确的温度、压力 和流量丈量，以操控杂乱以及简略进程。例如，在食品行业，产品装瓶和装罐的流量准确操控会直接影响赢利，因而有必要最大程度下降流量丈量误差。类似地，封闭运送运用比方石油工业中油罐和油罐车之间的原油和成品油交流需求高精度丈量。本文供给流量计技能概述，要点评论液体流量丈量中精度最高之一的电磁流量计。

　　图 1 显现选用流量计和执行器操控液体流速的根本进程操控体系。在最低的水平处，比如温度、流速和气体浓度等进程变量经过输入模块监控，该模块一般是可编程逻辑操控器(PLC)的一部分。这些信息由份额-积分-微分(PID)环路在内部处理。PLC运用这些信息来设置输出，操控稳态进程。进程数据、诊 断和其他信息可向上传递至操作层，而指令、参数和校准数据可向下传递至传感器和执行器。

　　选用多种不同技能丈量流速，包含差压、科氏力、超声和电磁等。最常用的是差压流量计，但它们对体系中的压力改动较为灵敏。科氏流量计具有最高的精度(高达 0.1%)，但它们体积较大且本钱昂扬。超声流量计一般体积较小、本钱较低，但精度有限(典型值为 0.5%)。超声流量计选用无创丈量技能， 提高可靠性的一起最大程度减少了随时刻改动的检测要素的影响，但无法用于脏水或遭到污染的液体。

　　电磁流量计也能供给无创检测。这些设备可用于酸性、碱性和离子液体这些液体的电导率规模为 10 S/m至 106 S/m，而且可所以洁净、龌龊、腐蚀性、侵蚀性或粘性的液体或浆体，但不适用于碳氢化合物或气体流量丈量。它们能够针对直径小至大约 0.125 英寸、最大容量为 10 立方英尺的低流速和高流速供给相对较高的体系精度(0.2%)，而且哪怕在更低的流速下也能坚持读数的可重复性。它们能够丈量双向流量，即上游或下流。表 1 比较了几种常见的流量计技能。

　　电磁流量计选用法拉第电磁感应规律，该规律指出，在磁场中移动的导体将会发生感应电压。液体可看作导体；磁场由流管外的通电线圈发生。感应电压起伏直接与导体的运动速度和导体类型、流管直径以及磁场强度成正比，如图 2 所示。

　　其间，V表明导电流体的运动速度；B表明磁场强度；L表明拾取电极之间的距离；E表明电极两头测得的电压；k为常数。B、L和k可所以固定值，也能够进行校准，然后等式简化为：E V。

　　流过励磁线圈的电流发生受控磁场。专用励磁波形是电磁流量计的一个重要方面，在实践运用中会运用多种类型，包含低频矩形波、电力线频率正弦波、双频波和可编程脉冲宽度。表2 显现各种传感器线圈的励磁波形。

　　大部分运用选用低频直流矩形波励磁 25、 16、 10、 8、 4 或2 电力线 Hz)的传感器线圈。低频励磁具有稳定的起伏和方向替换改动的电流，完成低频零漂移功用。电流方向选用晶体管或场效应管H电桥进行切换。若SW1 和SW4 导通，而SW2 和SW3 封闭(图 3a)，则传感器线圈处于正相位励磁期间；一起，稳定电流进入EXC+并流出EXC 。若SW1和SW4 封闭，而SW2 和SW3 导通(图 3b)，则传感器线圈处于负相位励磁期间；一起，稳定电流进入EXC并流出EXC+。

　　电磁流量计的励磁电流比较其他流量丈量技能而言非常大，其规模为 125 mA至 250 mA，掩盖线路供电式流量计的首要规模。高达 500 mA或 1 A的电流将用于直径更大的管道。图 4所示电路能够发生精细 250 mA传感器线 ppm/C基准电压源ADR3412 供给完成电流偏置的 1.2 V设定点。

　　尽管这种传统的电流励磁办法选用基准电压源、放大器和晶体管电路供给杰出的低噪声功用，但该办法因为经过功率晶体管的电流和其两头的电压降都很大，因而功率丢失极大。该办法需求运用散热器，然后增加了体系本钱和尺度。具有开关形式电源的恒流源正成为更盛行的传感器线 显现同步降压DC-DC调节器 ADP2441 装备为恒流源输出。这项技能能够消除运用线性电流源的功率丢失，并可极大地改进 体系功用。

　　功率更高的体系选用电流检测确诊功用监测随负载、电源、时刻和温度改动的电流改动，一起还能检测传感器线圈开路。分流放大器 AD8219 可用来监测 80 V共模电压规模内 60 V/V增益和 0.3%精度的励磁电流。阻隔式电流放大器选用阻隔式-∆调制器 AD7400A 以及轨到轨运算放大器AD8646，如图 6 所示。AD7400 的输出经过四阶低通滤波器处理，以便重构检测输出。