消除脈沖輸出式流量計(jì)讀值誤差的方法
常用脈沖采集式流量計(jì)檢測(cè)過程中, 由于分辨力的存在, 引入了較大的讀值誤差。計(jì)算結(jié)果的示值誤差不僅與脈沖當(dāng)量有關(guān), 還受檢測(cè)時(shí)間的影響, 檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性受分辨力的影響也較大。為了得到相對(duì)合理的檢測(cè)結(jié)果, 往往需要較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間。究其原因, 主要是采集到的脈沖數(shù)并不能反映其在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)的真實(shí)流量, 對(duì)于周期信號(hào)來說, 即檢測(cè)時(shí)間與被檢表脈沖周期不成整數(shù)關(guān)系。
1. 解決思路：
從上述分析中, 可以很容易地提出這樣的解決途徑, 只要檢測(cè)時(shí)間與被檢流量計(jì)輸出脈沖的起始和結(jié)束同步, 就可以準(zhǔn)確地獲取檢測(cè)時(shí)間內(nèi)被檢表流量計(jì)的累積量。因此, 只要從檢測(cè)時(shí)間的設(shè)定上作調(diào)整就可以達(dá)到消除讀值誤差的目的。
2. 實(shí)現(xiàn)方法：
檢測(cè)時(shí)間由檢測(cè)控制信號(hào)和被檢表輸出脈沖共同得到。用被檢流量計(jì)的輸出脈沖作為觸發(fā)脈沖, 當(dāng)系統(tǒng)處于檢測(cè)狀態(tài)即檢測(cè)電平為高電平時(shí), 由被檢流量計(jì)的個(gè)脈沖作為計(jì)數(shù)器的開門脈沖, 當(dāng)系統(tǒng)由檢測(cè)轉(zhuǎn)為結(jié)束狀態(tài)即檢測(cè)控制信號(hào)處于低電平時(shí), 將采集到的下一個(gè)脈沖作為計(jì)數(shù)器的關(guān)門脈沖。開門脈沖和關(guān)門脈沖形成一個(gè)時(shí)間閘門, 得到與被檢流量計(jì)輸出脈沖周期成整數(shù)倍關(guān)系的檢定時(shí)間, 用時(shí)間閘門信號(hào)同步控制被檢表輸出脈沖計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器, 如圖1如示。
將被檢表輸出脈沖作一延時(shí)后與時(shí)鐘信號(hào)分別送入相應(yīng)的計(jì)數(shù)器, 在時(shí)間閘門信號(hào)的控制下, 分別計(jì)數(shù)。對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù), 可以得到實(shí)際的檢測(cè)時(shí)間, 而此時(shí)被檢表脈沖計(jì)數(shù)器得到的累計(jì)脈沖數(shù)準(zhǔn)確地反映了該檢定時(shí)間內(nèi)流量計(jì)的累積量, 消除了分辨力差。
3. 電路設(shè)計(jì):
根據(jù)上述的時(shí)序圖, 用一個(gè)D型觸發(fā)器, 就可以達(dá)到改進(jìn)設(shè)計(jì)的目的。在原有被檢表脈沖計(jì)數(shù)器前, 加一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器, 檢定控制信號(hào) (檢定時(shí)間粗設(shè)信號(hào)) 作為D觸發(fā)器的輸入信號(hào), 被檢表脈沖輸出信號(hào)作為D觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖, D觸發(fā)器Q端輸出作為被檢表脈沖計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的使能端信號(hào), 如圖2所示。
圖1 脈沖采集時(shí)序圖
圖2 計(jì)數(shù)器控制電路
在檢測(cè)裝置中, 時(shí)間閘門信號(hào)同時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)器的控制信號(hào)。如在標(biāo)準(zhǔn)表法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中, 它是標(biāo)準(zhǔn)表輸出脈沖計(jì)數(shù)器的控制信號(hào), 在容積法和質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中, 時(shí)間閘門信號(hào)可以作為換向器換入換出控制信號(hào), 以實(shí)現(xiàn)被檢表和標(biāo)準(zhǔn)量測(cè)量過程的同步。
綜上, 通過采集被檢表輸出脈沖可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè), 但如果檢測(cè)的時(shí)間設(shè)定不合理, 該種方式會(huì)帶來較大的讀值誤差。當(dāng)脈沖當(dāng)量較大, 相應(yīng)流量點(diǎn)輸出的脈沖頻率較低時(shí), 讀值誤差將會(huì)極大地影響到檢測(cè)的準(zhǔn)確性, 甚至無法得出有效的檢測(cè)結(jié)果。本文從檢測(cè)時(shí)間的調(diào)整入手, 通過對(duì)采集電路的改進(jìn), 使檢測(cè)時(shí)間內(nèi)采集到的脈沖數(shù)能準(zhǔn)確地反映其累積量, 從而消除了分辨力帶來的誤差。該種方法不僅可實(shí)現(xiàn)零誤差讀取被檢表的累積量, 保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性, 還可有效地節(jié)省檢測(cè)時(shí)間, 提高檢測(cè)效率。