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脈沖型流量傳感器檢定儀的設計和應用2003年8月(1)

摘要  利用雙時間法設計了用于檢定脈沖型流量傳感器儀表系數的檢定儀?捎幂^小的標準容器校驗較大口徑的流量傳感器。試驗表明,該檢定儀使用方便、工作可靠、計數精度高,并可縮短檢定時間。

關鍵詞    雙時間法檢定儀   脈沖型流量傳感器    儀表系數

0  引言

   傳統的脈沖型流量傳感器儀表系數的檢定一般由容積式流量標準裝置和計數器、計時器完成,如圖1所示。其儀表系數定義為單位體積的流體量通過流量傳感器時傳感器所發出的脈沖數,單位通常為1/L(脈沖數每升)或1/m3(脈沖數每立方米)。根據文獻[1]的規定,為了保證流量計儀表系數的有效性,一般應保證一次檢定中流量計輸出的脈沖數的相對誤差絕對值不大于被檢流量計重復性的1/3。由于一般計數器的計數誤差為±1個脈沖,所以在檢定時間間隔(圖1中兩控制脈沖間的時間t)內,計數器應收集足夠多的脈沖數N才能達到要求的檢定精度。

對于一些大口徑流量傳感器,由于其儀表系數一般較。ㄈ200的渦輪流量計,其儀表系數僅為1.5L-1; 口徑的渦街流量計,其儀表系數更低,僅為約0.2/L-1)。對于這樣的流量計,要收集足夠多的脈沖數,一要花很長的檢定時間,二要有較大的檢定設備(較大的標準容器)。由于種種限制,總使計數脈沖達不到要求。雙時間法計數技術是目前國際上較為通用的脈沖插值技術,可以在較短的檢定時間內,用較小體積的檢定設備,在計數總脈沖數較小時仍能保證足夠的技術精度的一種脈沖插值技術,較早應用于微型體積管流量標準裝置。

我們研制的“脈沖型流量傳感器檢定儀”是用傳統的計數器加上雙時間法測量控制技術組成的雙時間法檢定儀。試驗表明,該檢定儀使用方便可靠,可以縮短檢定時間,用較小的標準容器檢定較大口徑的流量傳感器,并且比常規檢定方法具有更高的技術精度。

1 雙時間法計數器原理

   脈沖內插技術是活塞校驗裝置增加流量計的輸出信號分辨率,從而減小校驗裝置體積的一個有效途徑。通常,校驗流量計時為了得到足夠的脈沖數,可以采取兩個途徑,一是提高流量計的輸出信號分辨率,使有限的校驗時間內得到盡可能多的脈沖數;二是增加校驗裝置的計量有效容積。一般,單位體積流體通過流量計所輸出的脈沖數是有限的(如上述的渦輪流量計和渦街流量計),校驗裝置的計量有效容積也不可能做得很大。脈沖內插技術很好地解決了這個問題,它有雙時間法、四時間法和鎖相環回路法等幾種方法可供使用。使活塞校驗裝置用一個“小容積”(裝置有效容積)采集500個脈沖就能達到大容積校驗裝置采集10000個脈沖相同的精確度。

                  圖1  儀表系數標定圖

 雙時間法的原理如圖2a所示。在流量脈沖信號周期穩定的條件下,脈沖內插數為

                                             (1)

式中:N為計數器記錄下的流量傳感器信號脈沖數;N1為經雙時間法或四時間法內插后的脈沖數; 為從檢測開始信號到檢測停止信號的時間間隔; 為從檢測開始信號后第一個脈沖上升沿到檢測停止信號后第一個脈沖上升沿之間整脈沖周期時間間隔。

                          圖2    雙時間法


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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