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權(quán)重函數(shù)的電模擬測量法
權(quán)重函數(shù)的電模擬測量法
用數(shù)學(xué)方法分析三維空間范圍內(nèi)的權(quán)重函數(shù)時，由于應(yīng)用了使實(shí)際情況失真的種種假設(shè)條件，所求得的權(quán)重函數(shù)理論值與實(shí)際值有一定的偏差。但是，要在介質(zhì)流動的情況下測量變送器，各點(diǎn)的權(quán)重函數(shù)又是十分困難的。
理論上證明：在變送器磁場的工作區(qū)域內(nèi)，每個流體微流元切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電場，而整個工作區(qū)域內(nèi)各處微流元產(chǎn)的的電磁強(qiáng)度之矢量和，即為產(chǎn)生流量信號的合成電場。因此，某一點(diǎn)的權(quán)重函數(shù)應(yīng)為該點(diǎn)微流元作為“電源”所產(chǎn)生的電位梯度gradψ與再電極間由這個“電源”產(chǎn)生的電位差之比：

根據(jù)這個結(jié)論，我們可以安裝電場模擬的方法來測定權(quán)重函數(shù)。
這種電模擬法是這樣的：變送器測量管內(nèi)充滿導(dǎo)電介質(zhì)（一般用水即可），將一交流電源加在變送器的兩電極上，于是在導(dǎo)電介質(zhì)中形成了一個電場。微流元容積中的電位梯度是借助于探頭來測量的。探頭與通常的電導(dǎo)率計探頭相仿，它是由兩片金屬片組成的一對電極，金屬片彼此絕緣，間隔距離為ρ（又稱探頭常數(shù)），固定在探頭的端部。在測量時只要將探頭的金屬片按一定的坐標(biāo)軸方向插入導(dǎo)電介質(zhì)中。例如金屬片的法向?yàn)閥軸方向，測得的電位差為uy（見圖3-73），則uy/ρ即反映改點(diǎn)權(quán)重函數(shù)的大小。W是個無量綱數(shù)，可以把各點(diǎn)測得u/ρ的數(shù)值除以中心處的數(shù)值，得到歸一化的權(quán)重函數(shù)。如果我們把探頭做得越小，距離ρ越近，那么測量值越接近某一點(diǎn)的w值。但是，這樣測得的電位差很小，要求測量儀表的靈敏度很高，這在設(shè)備條件上還有一定的困難。


圖3-74給出了權(quán)重函數(shù)Wy的計算值和測定值。

國外有人介紹了另一種權(quán)重函數(shù)模擬測定法。圖3-75為這種方法的實(shí)驗(yàn)測定裝置圖。W是一個與磁場分布及流速場分布無關(guān)的無量綱數(shù)，它只決定于測量管及電極的幾何構(gòu)造，因此在實(shí)驗(yàn)時安裝了一個與變送器測量管及電極結(jié)構(gòu)完畢相同的電解槽，槽內(nèi)灌滿了電解液--水。在實(shí)驗(yàn)裝置中，感應(yīng)電勢是借助與一個特制的探頭來模擬的。

圖3-76為探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。探頭及電子測量儀器的電源均作為變壓器的次級繞組與交流電源耦合。這個裝置是這樣測量的，把探頭的二個電極按y方向（與y軸平行）插入到待測點(diǎn)上，當(dāng)探頭的電源開關(guān)合上時，探頭兩電極上的電位差Δψi相當(dāng)于改點(diǎn)切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，而從電解槽電極上測得的電壓應(yīng)是Δψi與Wy的乘積。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們可以穩(wěn)定Δψi不變，一定探頭位置，測得一系列表頭指示讀數(shù)，經(jīng)過歸一化后（除以探頭在電解槽電極平面的圓心上時測得的表頭指示讀數(shù)），得到各測量點(diǎn)的Wy值和權(quán)重函數(shù)分布情況。