電磁流量計是以法拉第電磁感應定律為理論基礎的流量測量儀表。相比于其它流量測量儀表,其測量管道中無活動部件,壓力損失小,靈敏度高;且測量精度不受被測流體密度、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,實現(xiàn)對糖漿、藥漿、泥漿等導電流體的流量測量。接觸式電磁流量計檢測電極與液面接觸,電極易于腐蝕、磨損,流量信號中噪聲種類較多;同時由于被測流體電導率低,信號不易檢出等特點,因此,對檢測電路的性能要求較高。電容式電磁流量計在接觸式電磁流量計的理論基礎之上,結構上有效的保護了檢測電極,減少了流量信號噪聲的成分;通過電容耦合的方式降低了傳感器內阻,提高了信號的穩(wěn)定性與測量精度。本課題在實驗室已有的研究基礎之上,首先對電容式電磁流量計的基本理論與結構進行了闡述。著重分析了流量信號的特征及其噪聲成分與來源。然后通過分析常用幾種勵磁方式的優(yōu)缺點,確定采用200Hz矩形波作為勵磁信號;并利用Ansoft Maxwell 14.0磁場仿真軟件對電容式電磁流量計的傳感器結構進行仿真分析與磁場優(yōu)化。硬件電路設計中,采用32位微處理器STM32F407VET6作為控制芯片,通過低壓差線性穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓輸出特性實現(xiàn)恒流控制,結合H橋電路設計合理的低頻矩形波勵磁驅動電路系統(tǒng),實現(xiàn)傳感器磁場的產(chǎn)生。同時,基于電容式電磁流量計結構及流量信號的特征,采用自舉跟隨電路結構提高信號檢出電路的輸入阻抗,實現(xiàn)對流量信號的獲取。流量信號處理電路利用儀表放大器差分放大的特性,結合旋轉電容濾波與精密整流電路對流量信號進行處理與調整。課題最終通過實驗的方式,以生活自來水作為被測對象,實現(xiàn)了對流量信號的獲取與處理,有效的建立流量信號輸出電壓幅值與瞬時流量之間的關系,驗證了整個課題設計的正確性。