零位漂移工作原理

從工作原理上看，CMF的特性似乎并不受流體特性、流量計結構和安裝方式等的影響，但是，大量的應用實踐表明事實并非如此。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衰減近似。機械振動的非對稱性和衰減可能是導致儀表零漂的兩個根本原因。

在CMF的應用實踐中，邊界條件的非對稱性是客觀存在的，如檢測管兩端的固定方式、振動管的剛度、雙管自振頻率的差異、材料的內衰減等等。實踐證明，流體介質的密度和粘度變化也影響儀表的零位，這可能是由于結構的不平衡造成的，密度變化導致整個測量系統(tǒng)的自振頻率變化也是其中的原因之一。

綜上所述，盡管CMF的生產廠家在制造和調試工藝方面對抑制零漂采取了許多措施，但CMF的零漂或多或少依然存在。設計合理、精心制作和調校的質量流量計可以最大限度地減小零漂，如果設計上存在問題，結構不夠合理，則零漂的影響就會變得不能容忍。

零位漂移也稱零點穩(wěn)定性，CMF的零點穩(wěn)定性始終是一個人們非常關注的問題，也很難從理論上分析產生零位漂移的真正原因。

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

經過人們的不斷努力，某些設計精良的CMF，已能將零漂抑制到一個很小的水平，相比之下，國內的同型產品還存在一定差距。需要指出的是，零漂來源于流量計的傳感器部分，跟傳感器的制造、安裝和使用都有關系，而轉換器和顯示器等的零漂，由于電子技術的發(fā)展，已經變得容易處理和消除，這一點應引起流量計使用部門的重視。2100433B

熱運動和漂移運動

載流子在沒有受到任何驅動（即無濃度梯度，也無電場）時，它就進行著無規(guī)的熱運動。熱運動的特點：

①沒有方向性；

②不斷遭受散射；

③具有一定的熱運動能量和熱運動速度（vth），在溫度T時即滿足：(1/2)m*vth2=(3/2)kT，其中m*是載流子有效質量。在室溫下，vth≈107cm/s。

在有外電場作用時即發(fā)生漂移運動。漂移運動的特點：

①沿著電場的方向運動——定向運動；

②漂移運動是疊加在熱運動基礎之上的一種定向運動，因此漂移運動的速度——漂移速度必然小于熱運動速度；

③在漂移過程中將 不斷遭受散射（否則漂移速度將變成

漂移速度和遷移率

若電場強度為E，則由動量平衡關系可以給出平均漂移速度vd為：vd = qtE/m*.

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

這就是說，載流子遷移率就是單位電場作用下、所產生的平均漂移速度，單位是[cm²/V^-s]。遷移率即表征著載流子在電場作用下加速運動的快慢。

漂移速度與電場的關系

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

漂移速度-電場關系可以采用許多經驗公式來表示，例如：vd=μE/[1 (μE/vdsat)].

可見，在低電場下，漂移速度與電場成正比（vd=μE）；而在強電場時，因為漂移速度不再與電場成正比，所以載流子的遷移率概念即失去了意義，這時應該采用恒定的漂移速度（vd=μE）來表征漂移運動。

當電場較強、使得電子獲得較高能量時，即可以從有效質量小的低能谷躍遷到有效質量大的高能谷上面去，并導致漂移速度下降，即產生負電阻。這種轉移電子效應所產生的負電阻是Gunn二極管工作的物理基礎。

漂移電壓和有效信號電壓無法分辨，嚴重時，漂移電壓甚至把有效信號電壓淹沒，使放大電路無法正常工作。