零位漂移詞匯涵義

零位漂移也稱零點(diǎn)穩(wěn)定性，CMF的零點(diǎn)穩(wěn)定性始終是一個(gè)人們非常關(guān)注的問(wèn)題，也很難從理論上分析產(chǎn)生零位漂移的真正原因。

從工作原理上看，CMF的特性似乎并不受流體特性、流量計(jì)結(jié)構(gòu)和安裝方式等的影響，但是，大量的應(yīng)用實(shí)踐表明事實(shí)并非如此。分析其原因，主要是由于在工作原理的理論模型中有微小振幅近似和無(wú)衰減近似。機(jī)械振動(dòng)的非對(duì)稱性和衰減可能是導(dǎo)致儀表零漂的兩個(gè)根本原因。

在CMF的應(yīng)用實(shí)踐中，邊界條件的非對(duì)稱性是客觀存在的，如檢測(cè)管兩端的固定方式、振動(dòng)管的剛度、雙管自振頻率的差異、材料的內(nèi)衰減等等。實(shí)踐證明，流體介質(zhì)的密度和粘度變化也影響儀表的零位，這可能是由于結(jié)構(gòu)的不平衡造成的，密度變化導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的自振頻率變化也是其中的原因之一。

綜上所述，盡管CMF的生產(chǎn)廠家在制造和調(diào)試工藝方面對(duì)抑制零漂采取了許多措施，但CMF的零漂或多或少依然存在。設(shè)計(jì)合理、精心制作和調(diào)校的質(zhì)量流量計(jì)可以最大限度地減小零漂，如果設(shè)計(jì)上存在問(wèn)題，結(jié)構(gòu)不夠合理，則零漂的影響就會(huì)變得不能容忍。

由于零漂是一個(gè)固定值，在流量下限，零漂的影響就會(huì)變得很大。例如，某DN25的雙Ω型CMF，其零點(diǎn)不穩(wěn)定性為±1kg/h，最小量程的上限流量為0.8t/h，此時(shí)由于零漂引入的誤差為±0.125%。按范圍度等于10計(jì)算，下限流量時(shí)將引入±1.25%的誤差。而某DN25的雙U型質(zhì)量流量計(jì)，其零點(diǎn)不穩(wěn)定性為±O.05kg/min，最小量程的上限流量為23kg/min，此時(shí)由于零漂引入的誤差為±0.22%。如果按范圍度等于10計(jì)算，下限流量時(shí)將引入±2.2%的誤差。設(shè)計(jì)不良的CMF零漂更為不可容忍。

經(jīng)過(guò)人們的不斷努力，某些設(shè)計(jì)精良的CMF，已能將零漂抑制到一個(gè)很小的水平，相比之下，國(guó)內(nèi)的同型產(chǎn)品還存在一定差距。需要指出的是，零漂來(lái)源于流量計(jì)的傳感器部分，跟傳感器的制造、安裝和使用都有關(guān)系，而轉(zhuǎn)換器和顯示器等的零漂，由于電子技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)變得容易處理和消除，這一點(diǎn)應(yīng)引起流量計(jì)使用部門的重視。2100433B

熱運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)

載流子在沒(méi)有受到任何驅(qū)動(dòng)（即無(wú)濃度梯度，也無(wú)電場(chǎng)）時(shí)，它就進(jìn)行著無(wú)規(guī)的熱運(yùn)動(dòng)。熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：

①?zèng)]有方向性；

②不斷遭受散射；

③具有一定的熱運(yùn)動(dòng)能量和熱運(yùn)動(dòng)速度（vth），在溫度T時(shí)即滿足：(1/2)m*vth2=(3/2)kT，其中m*是載流子有效質(zhì)量。在室溫下，vth≈107cm/s。

在有外電場(chǎng)作用時(shí)即發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng)。漂移運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：

①沿著電場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)——定向運(yùn)動(dòng)；

②漂移運(yùn)動(dòng)是疊加在熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)之上的一種定向運(yùn)動(dòng)，因此漂移運(yùn)動(dòng)的速度——漂移速度必然小于熱運(yùn)動(dòng)速度；

③在漂移過(guò)程中將 不斷遭受散射（否則漂移速度將變成

漂移速度和遷移率

若電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則由動(dòng)量平衡關(guān)系可以給出平均漂移速度vd為：vd = qtE/m*.

可見(jiàn)，漂移速度與電場(chǎng)成正比，其比例系數(shù)就是載流子的所謂遷移率μ：μ= vd/E= qt/m*.

這就是說(shuō)，載流子遷移率就是單位電場(chǎng)作用下、所產(chǎn)生的平均漂移速度，單位是[cm²/V^-s]。遷移率即表征著載流子在電場(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng)的快慢。

漂移速度與電場(chǎng)的關(guān)系

在低電場(chǎng)下，遷移率m為常數(shù)，則漂移速度與電場(chǎng)成正比（vd∝E），即歐姆定律成立；但是在強(qiáng)電場(chǎng)下，由于載流子獲得很大的動(dòng)能（大于熱能kT），成為了熱載流子，就可能把能量轉(zhuǎn)移到晶格上去，即可以產(chǎn)生出光學(xué)波聲子，而載流子本身的速度就不再升高——達(dá)到飽和，即為飽和速度vdsat。注意，飽和速度vdsat接近（但小于）熱運(yùn)動(dòng)速度；在室溫下，即約為107cm/s。

漂移速度-電場(chǎng)關(guān)系可以采用許多經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)表示，例如：vd=μE/[1 (μE/vdsat)].

可見(jiàn)，在低電場(chǎng)下，漂移速度與電場(chǎng)成正比（vd=μE）；而在強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，因?yàn)槠扑俣炔辉倥c電場(chǎng)成正比，所以載流子的遷移率概念即失去了意義，這時(shí)應(yīng)該采用恒定的漂移速度（vd=μE）來(lái)表征漂移運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)電場(chǎng)較強(qiáng)、使得電子獲得較高能量時(shí)，即可以從有效質(zhì)量小的低能谷躍遷到有效質(zhì)量大的高能谷上面去，并導(dǎo)致漂移速度下降，即產(chǎn)生負(fù)電阻。這種轉(zhuǎn)移電子效應(yīng)所產(chǎn)生的負(fù)電阻是Gunn二極管工作的物理基礎(chǔ)。

漂移電壓和有效信號(hào)電壓無(wú)法分辨，嚴(yán)重時(shí)，漂移電壓甚至把有效信號(hào)電壓淹沒(méi)，使放大電路無(wú)法正常工作。