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勵磁方式即產生磁場的方式。它決定電磁流量計抗干擾能力的強弱和零點穩定性的好壞。勵磁方式的難點是在無限大范圍內產生磁感應強度均勻的磁場。表2-15是各種勵磁方式的波形和特點。

a.直流勵磁。直流勵磁是用永磁鐵或直流電嫦弊卿整恒定磁感應強度磁場的勵磁方法，其感應電流恒定。其優點是沒有渦電流，也沒有極化現象。

·極化。恒定的直流電壓使流過測量管的電解質液體極化，其后果是:

》電極上極化電壓與信號電壓疊加在一起，很難被分離.

》極化電壓隨溫度變化而變化，使信號隨溫度發生漂移，造成測量不穩定.

》直流電壓導致測量管內電解質液體的正、負離子向負、正電極移動，限礙導電離子的繼續移動，引成中間離子密度小的空腔，造成電極間內阻增大，影響儀表正常工作。

  因此，直流勵磁方式不能用于含電解質的液體流量測量。

·渦電流。交變磁場內金屬導體和導電液體產生感應電動勢，感應電動勢在金屬導體和流體內圍繞導體中心呈現渦狀流動，稱為渦電流.渦電流造成功率損耗和使流體和管道溫度升高，降低感應信號。

》當采用交流勵磁方式時，由于圓管內流體流速不均勻，管軸中心流速zui快，管壁處流速zui慢，因此，在磁場中導電液體內感應的感應電動勢在z軸zui大，越向管壁靠近，其電動勢越弱。這種大小不一致的變動電場周圍形成變動的閉合二次磁力線，在流體內造成閉合的渦電流.流體處于紊流狀態時的速度分布可近似地用拋物線描述，即其流速變動，因此，交流勵磁產生渦電流。

》當磁場管軸線方向不是無限長時，在測量管兩端磁感應強度減小，因此，電極附近的感應電動勢較大，測量管兩端的感應電動勢減小，由于流體內部電場不均勻，造成沿測量管的方向的渦電流。

 采用直流勵磁方式沒有交變的磁場，因此，直流勵磁方式不會產生渦電流。

·液態金屬的直流勵磁.與電解質液體的導電不同，液態金屬的導電是電子導電，在直流磁場下感應的電子只向一個方向流動，沒有極化現象，也不會造成離子密度不均勻的空腔問題，也沒有交流勵磁方式下的渦電流，因此，直流勵磁方式常用于液態金屬流體的流量測量.例如，常沮下的汞、高溫下的鈉、秘等流體的流量測量。

b.交流正弦波勵磁。采用工頻50Hz (60Hz)正弦波勵磁產生交變磁場.交變磁場作用下產生的感應電壓信號也是交變信號，降低極化效應。因此，這種勵磁方式具有極化電壓很低;勵磁電源簡單;信號電動勢強，測量精度高；勵磁頻率高，響應速度快等優點.但它易受外界電磁干擾影響，包括正交干擾、同相干擾等，從而使零位不穩定;系統線性度變差;渦電流造成渦流損耗和磁滯損耗，也使功率損耗增大。

    測量液固兩相流的漿液流體流量時，由于這種勵磁方式的交流勵磁頻率高，固體流過電極產生的漿液噪聲(直流極化電壓)較小，因此，仍采用交流正弦波勵磁方式。

    采用正弦波勵磁，磁感應強度表示為:B=Bmsinωt，其中，Bm是幅值，ω是角頻率，ω=2πf,f=50Hz。所測的體積流量表示為：

.變壓器效應。將電磁流量計的勵磁線圈作為變壓器初級線圈，則流體流動時因切割磁力線，出現感應電壓，可認為電極和流體組成變壓器的次級線圈。由于電極引出線回路的平面不能*與磁力線平面并行，因此，當流體流速為零時，仍在電極兩端感應出電壓，這種效應稱為變壓器效應。由于變壓器效應，造成流速為零時，電磁流量計輸出不為零。

.正交干擾.在交流勵磁磁場中，由于變壓器效應，其感應的電動勢比流量信號的相位滯后90°，因此，稱這樣的干擾為正交干擾。正交干擾是磁感應強度對時間的微分，因此也稱為微分干擾.正交干擾的特點是與流量大小無關，即流量為零時，正交干擾仍存在。正交干擾幅值與勵磁頻率成正比，可表示為:e1 =Bmwsin (wt-90°).因此，勵磁頻率越高正交干擾越嚴重。降低勵磁頻率可減小正交干擾的影響。

.渦電流引入的正交干擾。交流勵磁磁場在導電金屬管道內感應出電流稱為渦電流。渦電流產生二次磁通，再在電極之間感應出電動勢，由于該電動勢與流量信號的相位差為90°，因此，渦電流也引入正交干擾。此外，電極附近的固體絕緣電阻破壞渦電流對稱性也會出現因共模狀態破壞造成的正交干擾。

.同相干擾。同相干擾是指與流量信號同相位的干擾。例如，因變壓器效應造成電動勢與流量信號有90°相位差.如果該干擾信號造成渦電流，則該渦電流造成的二次磁通再引入90°相位，從而使該干擾與流量信號同相.因此，同相干擾是正交干擾的再次微分所得。它是電磁流量計零漂和不穩定的主要原因。同相干擾與勵磁頻率的平方成正比，可表示為：其中，Rr是兩電極間的內阻;R是總阻抗;Um是勵磁電壓幅值。

c.低頻矩形波勵磁。目前大多數電磁流量計采用這種勵磁方式。

  根據正交干擾和同相干擾的特點，降低勵磁頻率有利于降低正交干擾和同相干擾.而同相干擾是正交干擾的再微分，因此，應降低正交干擾。正交干擾是微分干擾，因為矩形波信號的轉換過程極短，而矩形波的非轉換時間，其信號幅值穩定.因此，將正弦波勵磁改為矩形波信號有利于降低正交干擾。低頻矩形波勵磁就是用這種方式降低正交干擾和同相干擾的。它應用不同時序，由矩形波后沿向前采樣的時間段處于矩形波的穩定幅值段，因此，可消除波形前沿產生的微分干擾，即正交干擾，并可消除它的再微分信號(同相干擾)。

.串模干擾。單端信號輸出形式中混人的干擾稱為串模干擾，或正態干擾、橫向干擾等。

  當電磁流量計的感應電壓輸出采用一個信號端、另一個基準接地端時，稱為單端信號輸出。這時引入的干擾稱為串模干擾。例如，交流勵磁信號在輸出回路感應出電動勢就形成串模干擾。

.共模干擾。相對于公用電位基準點，放大器的兩個輸人端同時出現的干擾稱為共模干擾，或對地干擾、縱向干擾等。例如，電磁流量計的電極兩端對地出現的幅值相等，極性相反的干擾電壓就是共模干擾。由于接地不良或靜電屏蔽不好造成電磁流量計的干擾就是共模干擾。

  低頻矩形波勵磁采用低頻勵磁(勵磁頻率約為工頻的1/8-1/32)的矩形波信號，它的矩形轉換過程很短，造成的微分干擾很小，因此，可有效克服正交干擾和同相干擾。同時，由于引人50Hz的串模干擾在采樣時間內正、負面積相等，可得到相互抵消。由于低頻矩形波勵磁具有克服直流勵磁的極化電壓大、避免交流勵磁存在的正交干擾和同相干擾等優點，在電磁流量計中獲得廣泛應用。

低頻矩形波勵磁分為兩值波勵磁(單極性和雙極性)、三值波勵磁等。三值矩形波勵磁信號中有兩段時間信號為零，它們在正態和負態采樣之間，有利于對信號進行零位檢查和自校，但勵磁電路要更復雜。因此，一般仍采用兩值矩形波勵磁。圖2-24是低頻矩形波勵磁時的有關信號波形。可看到，為消除微分干擾，可將勵磁線圈中電感L與電阻R之比減小，使勵磁電流進入穩定時，微分干擾已經很快衰減。此外，在同步采樣時，可將采樣信號設置在勵磁電流的后半部分，使微分干擾信號不能進入流量采樣信號，從而消除微分干擾.混入的50Hz串模干擾在采樣周期的正、反方向相互抵消見圖2-24，因此，低頻矩形波勵磁既能克服正交干擾、同相干擾，又能克服直流勵磁的極化電壓干擾，得到廣泛應用。

d.高頻矩形波勵磁。這是采用相對于低頻(1/8-1/32工頻)的高頻(100~400Hz)矩形波勵磁方式。一些應用，例如，檢測空管電導率時，可采用高達2000Hz的高頻矩形波勵磁。高頻勵磁有利于對漿液流體流量測量，因高頻勵磁可降低電極產生的極化電壓，減弱測量輸出的抖動和抑制高頻干擾，并可提高系統的響應速度。

e.可編程脈寬矩形波勵磁.用單片機的可編程功能對勵磁電壓信號進行脈沖寬度的調節。

.漿液流體噪聲。對液固兩相流的漿液流量測量，液體中的固體顆粒或纖維摩擦電極，形成呈現尖狀的干擾信號，稱為尖狀干擾.電極為抗腐蝕，在其表面生成一層很薄的氧化膜，其形成過程中，產生*的極化電壓。當兩個電極的材質和表面狀態*相同時，生成的極化電壓是極性相同、幅值相等的共模干擾電壓.當漿液流體中的固體顆粒或纖維摩擦電極時，在電極表面的氧化層被劃傷，而在重新生成氧化層的過程中，極化電壓發生突變，兩電極材質、表面狀態存在差異時，其極化共模電壓成為差模電壓，因此，流量計輸出出現大幅波動，這就形成漿液流體噪聲。

.降低漿液流體噪聲措施。可采用高頻矩形波勵磁或可編程脈寬調制勵磁方式.可編程脈寬調制勵磁方式采用編程改變勵磁矩形波的脈沖寬度和勵磁頻率，從數據采集和軟件上削弱尖狀干擾的影響.此外，由于采用高頻勵磁，因此，響應快。但零位穩定性要變差些.

f.雙頻勵磁。高頻勵磁可降低漿液對電極產生的極化電壓，減弱測量輸出的抖動和抑制高頻干擾，并可提高系統的響應速度。低頻勵磁可提高系統抗正交干擾和同相干擾的能力，提高零位穩定性。因此，日本橫河公司研制了雙頻勵磁電磁流量計。它用低頻(6.25Hz)勵磁信號上疊加高頻(75Hz)勵磁信號組成雙頻勵磁，如圖2-25所示。對應地，用不同采樣頻率采集感應電壓，這種方法具有穩定的零點。

與矩形波勵磁類似，雙頻勵磁也有兩值勵磁和三值勵磁等方式。

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