CN103630177B - 配置光电式字轮的计量装置的数据采集和编码测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出配置光电式字轮的计量装置的数据采集和编码测试方法，所述数据采集方法通过设置双门限电流值，进而采用二次判断的方式获取数据采集字；所述编码测试方法也通过设置双门限电流值，多次判断的方式验证数据采集字与字轮读数的对应关系，进而为被测字轮套件提供最佳的上、下门限电流值。所述数据采集处理方法通过双门限电流值更清楚的划分编码区域，减少区间模糊误差，令字轮读数更精确，并有效避免出现进位误读数问题；所述编码测试方法采用接近实际工况的步进电机，并且通过修正上、下门限电流变量减小被测字轮套件的区间模糊误差，为字轮套件提供区间模糊误差尽量小的上、下门限电流值，为计量装置精确读数和防止进位误读提供保障。

Description

配置光电式字轮的计量装置的数据采集和编码测试方法
技术领域
本发明涉及计量装置的数据采集编码方法，以及编码测试方法，特别是涉及基于光电式字轮原理的计量装置的数据采集编码，以及编码测试方法。
背景技术
现有技术采用光电式字轮的计量装置，例如水表、电表、煤气表，采用分别代表一个数位的字轮构成的字轮套件显示计量数据，同时采用光电原理实时采集字轮旋转位置信息，将位置信息转换为字轮应当显示的读数，以实现远程传输计量数据。如图3所示，现有技术一种配置光电式字轮的计量装置，包括读数显示面板101。从读数显示面板101可以确定该计量装置包括4套分别用于显示个、十、百、千数位的字轮套件。从字轮所基于的光电信号采集原理角度，所述字轮套件可以分为透光式字轮套件和反光式字轮套件。现有技术字轮套件包括扁圆柱状的字轮本体110，若干个光电收发组件120。在字轮本体110的圆柱表面上印刻有字码111。所述光电收发组件120包括用于射出光线的光发射管121，以及用于接收该光发射管121射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管122。如图4和图5所示，现有技术透光式字轮套件，所述字轮本体110上设置有至少一个透光窗131。一组光电收发组件120的光发射管121和光接收管122分别设置在字轮本体110的轴向两侧，从而借助分段设置透光窗131实现透过光线和遮蔽光线的功能。光发射管121发出的光线透过透光窗被光接收管122接收代表一个电信号采集状态；光发射管121发出的光线被透光窗之间的柱体遮蔽而令光线不能被光接收管122接收代表另一个电信号采集状态，从而用一组光电收发组件120代表一位二进制码。在字轮本体110的旋转过程中，通过设计透光窗131的大小及位置，令字轮的旋转位置与光电收发组件120各自形成的编码有一个对应关系，字轮的旋转位置就决定了字轮显示的读数，从而可以通过光电收发组件120采集的编码信息确定字轮显示的读数。在图4和图5中，在字轮本体110上设置了W1、W2和W3三个透光窗131，每套字轮套件设置4组光电收发组件120，即光发射管T1/光接收管R1、光发射管T2/光接收管R2、光发射管T3/光接收管R3和光发射管T4/光接收管R4，从而可以通过各光电收发组件120采集的一组四位二进制编码确定字轮读数。与透光式字轮套件相类似的原理，如图6和图7所示，现有技术反光式字轮套件在字轮本体110的圆柱表面上，位于字码111一侧设置能够反射光线的反光带141，以及不能反射光线、用阴影标记的非反光带142。所述光电收发组件120围绕字轮本体110的柱面设置，从而通过分段设置的反光带141，实现对字轮本体110旋转位置的采集编码。在图6和图7中，每套反光式字轮套件包括三组光电收发组件120，即光发射管T4/光接收管R4、光发射管T5/光接收管R5和光发射管T6/光接收管R6。
现有技术对透光窗131和反光带141存在多种设计方案，以解决准确编码、防止进位错误读数等问题，但是现有技术配置光电式字轮的液体流量计量装置存在以下缺陷和不足之处：
1. 现有技术数据采集处理方法影响准确读数；现有技术大多通过设计透光窗和反光带以配合多种编码格式，从编码角度解决读数误差和进位误读问题，但是现有技术所采用的数据采集处理方法也影响读数误差问题；一般地，光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流；但是，从亮电流到暗电流，或者反之，并不是瞬间完成，而是需要经历一个接收电流值的变化过程；现有技术数据采集处理方法是选取在亮电流IMAX与暗电流IMIN之间的阈值判断编码，即大于阈值判断为一种编码，小于阈值判断为另一编码，这样会因为不能区分接收电流值处于接近阈值区间、还是处于远离阈值区间而造成区间模糊误差产生，该区间模糊误差在进位时影响更为明显，特别是多个字轮处于进位状态时，例如从1999进位至2000时，该区间模糊误差的影响更为明显；该区间模糊误差通过设计透光窗和反光带是无法避免的；
2. 现有技术对编码数据的检测方法影响准确读数；现有技术大多通过步进电机驱动字轮套件以模拟字轮运行状态，从而测试编码数据与读数的对应关系；现有技术测试时所使用的步进电机的每转步进步数与编码设计有关，一般对于5位编码字轮套件采用每转步进60步的步进电机；但是字轮套件在实际使用时处于连续转动状态，因此采用每转步进步数越高的步进电机才能越接近实际运行状态，而此时更凸显了上述区间模糊误差的影响；现有技术的编码测试方法在较低的每转步进步数的测试工况下，并不能准确地检测出区间模糊误差，以及区间模糊误差带来的影响，从而不能测试或者修正区间模糊误差；这就是现有技术经过编码测试为合格的字轮套件在实际使用中还是会出现进位误读数问题的原因之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种有效避免区间模糊误差的用于计量装置的数据采集处理方法，以及一种能够修正区间模糊误差的用于计量装置的编码测试方法。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
提出一种配置光电式字轮的液体流量计量装置的数据采集处理方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件。所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件。所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带。所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管。从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流。所述方法包括如下步骤：
A. 设置不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限电流值IH和下门限电流值IL，且所述上门限电流值IH大于下门限电流值IL；
B. 在字轮旋转过程中，在每个数据采集周期中完成如下步骤C至J，
C. 采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限电流值IH和下门限电流值IL比较；
E. 步骤D中，如果接收电流值不小于上门限电流值IH，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 步骤D中，如果接收电流值不大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 步骤D中，如果接收电流值小于上门限电流值IH且大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，执行步骤J；否则执行步骤I；
I. 按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的数据采集字，将数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的读数，数据采集周期结束；
J. 返回编码失败的结果，数据采集周期结束。
为了更进一步的减少区间模糊误差带来的影响，所述步骤H包括如下步骤，
H1. 如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I；
H2. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 设置模糊区分界电流值IM＝（IH+IL）/2；
H4. 如果存在不小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍设定为第二上门限电流值IH2，0＜x＜1；
如果不存在大于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的上门限电流值IH作为第二上门限电流值IH2；
H5. 如果存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍设定为第二下门限电流值IL2，y＞1；
如果不存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的下门限电流值IL作为第二下门限电流值IL2；
H6. 如果第二上门限电流值IH2不大于第二下门限电流值IL2，执行步骤J；
H7. 如果第二上门限电流值IH2大于IL2，将接收电流值分别与所述第二上门限电流值IH2和第二下门限电流值IL2比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 步骤H7中，如果接收电流值不小于第二上门限电流值IH2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 步骤H7中，如果接收电流值不大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 在步骤H7中，如果接收电流值小于第二上门限电流值IH2且大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 如果被赋值为第三码的数据采集码仍然不少于两个，执行步骤J；否则执行步骤I。
具体而言，所述第一码是1，第二码是0，第三码是X；或者所述第一码是0，第二码是1，第三码是X。
另外，所述x＝0.75；y=1.2。
本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：
提出一种用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件。所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件。所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带。所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管。从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流。所述方法包括如下步骤：
A. 在测试设备中用每转步进V步的步进电机驱动所述M套字轮套件；测试设备电连接所述M×N个光接收管，以采集各光接收管的接收电流值；并且在测试设备中存储一数据采集字对应字轮读数表；设置上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL；
初始化编码测试错误计数参数p＝0；将不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限测试电流值ItH和下门限测试电流值ItL分别赋值给上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL，即itH=ItH，itL＝ItL，且所述上门限测试电流值ItH大于下门限测试电流值ItL；
B. 步进电机驱动M套字轮套件旋转一步；
C. 采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；
E. 步骤D中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 步骤D中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 步骤D中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H1. 如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I1至I4；
H2. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 赋值模糊区分界电流变量itM＝（itH+itL）/2，itH是上门限测试电流变量itH的当前值，itL是下门限测试电流变量itL的当前值；
H4. 如果存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍赋值给上门限测试电流变量itH，0＜x＜1；
如果不存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H5；
H5. 如果存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍赋值给下门限测试电流变量itL，y＞1；
如果不存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H6；
H6. 如果上门限测试电流变量itH的当前值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，执行步骤J；
H7. 如果上门限测试电流变量itH的当前值大于下门限测试电流变量itL的当前值，将接收电流值分别与上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 步骤H7中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 步骤H7中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 在步骤H7中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 返回步骤H1；
I1. 按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的测试数据采集字，将该测试数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的测试读数；
I2. 将步骤I1获取的测试数据采集字和测试读数与步骤A所述数据采集字对应字轮读数表比对是否一致；
I3. 步骤I2中，如果比对一致，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
I4. 步骤I2中，如果比对不一致，编码测试错误计数参数p＝p＋1，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
J. 输出测试译码失败的结果，测试结束；
K1. 判断步进电机是否已经运行10M转；
如果步进电机已经运行10M转，执行步骤K2至K3；
如果步进电机没有运行10M转，返回步骤B；
K2. 如果p=0，将上门限测试电流变量itH的当前值设置为液体流量计量装置中M套字轮套件的光电上门限电流值IH，同时将下门限测试电流变量itL的当前值设置为所述液体流量计量装置中M套字轮套件的下门限电流值IL；测试结束；
K3. 如果p≠0，输出存在编码错误信息，测试结束。
具体而言，所述第一码是1，第二码是0，第三码是X；或者所述第一码是0，第二码是1，第三码是X。另外，所述x＝0.75；y=1.2。再者，所述V≥60。
同现有技术相比较，本发明“配置光电式字轮的计量装置的数据采集和编码测试方法”的技术效果在于：
1. 本发明所述数据采集处理方法通过双门限电流值更清楚的划分编码区域，尽最大可能摒除处在双门限电流值之间的接收电流值，以减少区间模糊误差，从而令字轮读数更精确，并有效避免出现进位误读数问题；
2. 本发明所述数据采集处理方法通过缩小门限之间区间二次译码的方式进一步提高译码精确度，并进一步减少区间模糊误差；
3. 本发明所述编码测试方法采用接近实际工况的步进电机，并且通过修正上、下门限电流变量减小被测字轮套件的区间模糊误差，为字轮套件提供更加符合实际工况的、且区间模糊误差尽量小的上、下门限电流值，为计量装置精确读数和防止进位误读提供保障。
附图说明
图1是本发明“配置光电式字轮的计量装置的数据采集和编码测试方法”中，数据采集处理方法优选实施例的流程示意图；
图2是图1所示步骤7的更具体实现方法流程示意图；
图3是现有技术计量装置的读数显示面板101的正投影主视示意图；
图4是现有技术透光式字轮套件的正投影主视示意图；
图5是现有技术透光式字轮套件的正投影右视示意图；
图6是现有技术反光式字轮套件的正投影主视示意图；
图7是现有技术反光式字轮套件的正投影右视示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例作进一步详述。
本发明提出一种配置光电式字轮的液体流量计量装置的数据采集处理方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件。所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件。所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带。所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管。从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流。所述方法包括如下步骤：
A. 如图1所示流程1，设置不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限电流值IH和下门限电流值IL，且所述上门限电流值IH大于下门限电流值IL；
B. 在字轮旋转过程中，在每个数据采集周期中完成如下步骤C至J，所述数据采集周期应当根据实际应用工况设定；
C. 如图1所示流程2，采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 如图1所示流程3，将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限电流值IH和下门限电流值IL比较；
E. 如图1所示流程4，步骤D中，如果接收电流值不小于上门限电流值IH，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 如图1所示流程6，步骤D中，如果接收电流值不大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 如图1所示流程5，步骤D中，如果接收电流值小于上门限电流值IH且大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H. 如图1所示流程7，如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，执行步骤J；否则执行步骤I；
I. 如图1所示流程8，按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的数据采集字，将数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的读数，数据采集周期结束；
J. 如图1所示流程9，返回编码失败的结果，数据采集周期结束。
为了更进一步的减少区间模糊误差带来的影响，如图2所示，所述步骤H，即图1所示流程7，包括如下步骤，
H1. 如图2所示流程701，如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I，即图1所示流程8；
H2. 如图2所示流程701，如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 如图2所示流程702，设置模糊区分界电流值IM＝（IH+IL）/2；
H4. 如图2所示流程703至704，如果存在不小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍设定为第二上门限电流值IH2，0＜x＜1；
如图2所示流程703至705，如果不存在大于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的上门限电流值IH作为第二上门限电流值IH2；
H5. 如图2所示流程706至707，如果存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍设定为第二下门限电流值IL2，y＞1；
如图2所示流程706至708，如果不存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的下门限电流值IL作为第二下门限电流值IL2；
H6. 如图2所示流程709，如果第二上门限电流值IH2不大于第二下门限电流值IL2，执行步骤J，即图1所示流程9；
H7. 如图2所示流程709，如果第二上门限电流值IH2大于IL2，将接收电流值分别与所述第二上门限电流值IH2和第二下门限电流值IL2比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 如图2所示流程710至711，步骤H7中，如果接收电流值不小于第二上门限电流值IH2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 如图2所示流程710至713，步骤H7中，如果接收电流值不大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 如图2所示流程710至712，在步骤H7中，如果接收电流值小于第二上门限电流值IH2且大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 如图2所示流程710至714，如果被赋值为第三码的数据采集码仍然不少于两个，执行步骤J，即图1所示流程9；否则执行步骤I，即图1所示流程8。
以下以单字轮套件举例说明数据采集处理方法。在以下实例中，所述第一码是1，第二码是0，第三码是X。而在实际应用中，还可以所述第一码是0，第二码是1，第三码是X。在以下实例中，设置五组光电收发组件。以下实例中，IMAX＝800μΑ，IMIN＝5μΑ，上门限电流值IH＝700μΑ，下门限电流值IL＝100μΑ。选取x＝0.75；y=1.2。
实例1，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝756.3μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝733.2μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝755.2μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝779.5μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝799μΑ。显然所有光接收管的接收电流值都不小于上门限电流值IH＝700μΑ，所有光电收发组件的数据采集码都被赋值第一码1，按次序排列后形成的数据采集字11111。
实例2，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝744.3μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝777.9μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝332.1μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝56.3μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝11.2μΑ。第一、第二光接收管的接收电流值都不小于上门限电流值IH＝700μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码1；第四、第五光接收管的接收电流值都不大于下门限电流值IL＝100μΑ，它们的数据采集码都被赋值第二码0；第三光接收管的接收电流值小于上门限电流值IH＝700μΑ，且大于下门限电流值IL＝100μΑ，其数据采集码被赋值第三码X。由于只有一个第三码X，第三码X少于两个，符合编码要求，按次序排列数据采集码后形成的数据采集字是11X00。
实例3，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝9.4μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝5.2μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝5.1μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝74μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝5.6μΑ。显然所有光接收管的接收电流值都不大于下门限电流值IL＝100μΑ，所有光电收发组件的数据采集码都被赋值第二码0，按次序排列后形成的数据采集字00000。
实例4，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝756.3μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝611.4μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝588.2μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝766.3μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝700.9μΑ。第一光接收管的接收电流值都不小于上门限电流值IH＝700μΑ，其数据采集码都被赋值第一码1；第二、第三光接收管的接收电流值小于上门限电流值IH＝700μΑ，且大于下门限电流值IL＝100μΑ，它们的数据采集码被赋值第三码X；第四、第五光接收管的接收电流值都不小于上门限电流值IH＝700μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码1。由于有两个第三码X，第三码X不少于两个，可以对第二、第三光接收管的接收电流值进一步采用二次判断。IM＝（IH+IL）/2＝（700+100）/2＝400μΑ。第二光接收管的接收电流值I2＝611.4μΑ是大于IM的最大接收电流值，因此，IH2＝x I2＝458.55μΑ；将下门限电流值IL＝100μΑ作为第二下门限电流值IL2，即IL2＝100μΑ。第二、第三光接收管的接收电流值都不小于第二上门限电流值IH＝458.55μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码1。从而，按次序排列后形成的数据采集字11111。
实例5，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝11.6μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝89.3μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝122.5μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝155.3μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝132.1μΑ。第一、第二光接收管的接收电流值都不大于下门限电流值IL＝100μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码0；第三、第四、第五光接收管的接收电流值小于上门限电流值IH＝700μΑ，且大于下门限电流值IL＝100μΑ，它们的数据采集码被赋值第三码X。由于有三个第三码X，第三码X不少于两个，可以对第三、第四、第五光接收管的接收电流值进一步采用二次判断。IM＝（IH+IL）/2＝（700+100）/2＝400μΑ。第三光接收管的接收电流值I3＝122.5μΑ是小于IM的最小接收电流值，因此，IL2＝y I3＝147μΑ；将上门限电流值IH＝700μΑ作为第二上门限电流值IH2，即IH2＝700μΑ。第三、第五光接收管的接收电流值都不大于第二下门限电流值IL2＝147μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码0。第四光接收管的接收电流值小于上门限电流值IH2＝700μΑ，且大于下门限电流值IL2＝147μΑ，其数据采集码被赋值第三码X。由于只有一个第三码X，第三码X少于两个，符合编码要求，按次序排列数据采集码后形成的数据采集字是000X0。
实例6，各光接收管的接收电流值是第一光接收管的接收电流值I1＝456.4μΑ，第二光接收管的接收电流值I2＝446.5μΑ，第三光接收管的接收电流值I3＝788.2μΑ，第四光接收管的接收电流值I4＝300.4μΑ，第五光接收管的接收电流值I5＝333.2μΑ。第一、第二、第四、第五光接收管的接收电流值小于上门限电流值IH＝700μΑ，且大于下门限电流值IL＝100μΑ，它们的数据采集码被赋值第三码X。第三光接收管的接收电流值都不小于上门限电流值IH＝700μΑ，它们的数据采集码都被赋值第一码1。由于有四个第三码X，第三码X不少于两个，可以对第一、第二、第四、第五光接收管的接收电流值进一步采用二次判断。IM＝（IH+IL）/2＝（700+100）/2＝400μΑ。第一光接收管的接收电流值I1＝456.4μΑ是大于IM的最大接收电流值，因此，IH2＝x I1＝342.3μΑ；第四光接收管的接收电流值I4＝300.4μΑ是小于IM的最小接收电流值，因此，IL2＝y I4＝360.48μΑ。由于IH2＜IL2，返回编码失败的结果。
本发明基于上述数据采集处理方法的基本原理还提出一种用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件。所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件。所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带。所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管。从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流。所述方法包括如下步骤：
A. 在测试设备中用每转步进V步的步进电机驱动所述M套字轮套件；测试设备电连接所述M×N个光接收管，以采集各光接收管的接收电流值；并且在测试设备中存储一数据采集字对应字轮读数表；设置上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL；
初始化编码测试错误计数参数p＝0；将不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限测试电流值ItH和下门限测试电流值ItL分别赋值给上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL，即itH=ItH，itL＝ItL，且所述上门限测试电流值ItH大于下门限测试电流值ItL；
B. 步进电机驱动M套字轮套件旋转一步；
C. 采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；
E. 步骤D中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 步骤D中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 步骤D中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H1. 如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I1至I4；
H2. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 赋值模糊区分界电流变量itM＝（itH+itL）/2，itH是上门限测试电流变量itH的当前值，itL是下门限测试电流变量itL的当前值；
H4. 如果存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍赋值给上门限测试电流变量itH，0＜x＜1；
如果不存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H5；
H5. 如果存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍赋值给下门限测试电流变量itL，y＞1；
如果不存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H6；
H6. 如果上门限测试电流变量itH的当前值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，执行步骤J；
H7. 如果上门限测试电流变量itH的当前值大于下门限测试电流变量itL的当前值，将接收电流值分别与上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 步骤H7中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 步骤H7中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 在步骤H7中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 返回步骤H1；
I1. 按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的测试数据采集字，将该测试数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的测试读数；
I2. 将步骤I1获取的测试数据采集字和测试读数与步骤A所述数据采集字对应字轮读数表比对是否一致；
I3. 步骤I2中，如果比对一致，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
I4. 步骤I2中，如果比对不一致，编码测试错误计数参数p＝p＋1，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
J. 输出测试译码失败的结果，测试结束；
K1. 判断步进电机是否已经运行10M转；
如果步进电机已经运行10M转，执行步骤K2至K3；
如果步进电机没有运行10M转，返回步骤B；
K2. 如果p=0，将上门限测试电流变量itH的当前值设置为液体流量计量装置中M套字轮套件的光电上门限电流值IH，同时将下门限测试电流变量itL的当前值设置为所述液体流量计量装置中M套字轮套件的下门限电流值IL；测试结束；
K3. 如果p≠0，输出存在编码错误信息，测试结束。
所述编码测试方法由于要完成验证编码，测试适于被测字轮套件的上、下门限电流值，其相对上述数据采集处理方法复杂一些。其主要区别在于，数据采集处理方法仅采用一次二次判断过程，而编码测试方法为了获取上、下门限电流值，将会多次进行二次判断循环，直至能够获取数据采集字，或者出现编码错误才跳出二次判断循环。另外，编码测试方法的步骤I1至I4用与验证数据采集字与字轮读数的对应关系是否一致。最后，编码测试方法的步骤K1至K3，在完成对所有字轮读数的测试后，确定是否获取被测字轮套件的上、下门限电流值。只有不出现编码错误情况下的上、下门限电流变量的当前值才能设置为被测字轮套件的上、下门限电流值。
所述编码测试方法中可以采用第一码是1，第二码是0，第三码是X；或者额可以采用第一码是0，第二码是1，第三码是X。另外，所述x＝0.75；y=1.2。为了更贴近实际运行情况，所述V≥60。

Claims (7)

1.一种配置光电式字轮的液体流量计量装置的数据采集处理方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件；所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件；所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带；所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管；从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流；其特征在于所述方法包括如下步骤：
A. 设置不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限电流值IH和下门限电流值IL，且所述上门限电流值IH大于下门限电流值IL；
B. 在字轮旋转过程中，在每个数据采集周期中完成如下步骤C至J，
C. 采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限电流值IH和下门限电流值IL比较；
E. 步骤D中，如果接收电流值不小于上门限电流值IH，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 步骤D中，如果接收电流值不大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 步骤D中，如果接收电流值小于上门限电流值IH且大于下门限电流值IL，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，执行步骤J；否则执行步骤I；
I. 按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的数据采集字，将数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的读数，数据采集周期结束；
J. 返回编码失败的结果，数据采集周期结束；
所述步骤H包括如下步骤，
H1. 如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I；
H2. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 设置模糊区分界电流值IM＝（IH+IL）/2；
H4. 如果存在不小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍设定为第二上门限电流值IH2，0＜x＜1；
如果不存在大于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的上门限电流值IH作为第二上门限电流值IH2；
H5. 如果存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍设定为第二下门限电流值IL2，y＞1；
如果不存在小于模糊区分界电流值IM的接收电流值，将步骤A设置的下门限电流值IL作为第二下门限电流值IL2；
H6. 如果第二上门限电流值IH2不大于第二下门限电流值IL2，执行步骤J；
H7. 如果第二上门限电流值IH2大于IL2，将接收电流值分别与所述第二上门限电流值IH2和第二下门限电流值IL2比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 步骤H7中，如果接收电流值不小于第二上门限电流值IH2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 步骤H7中，如果接收电流值不大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 在步骤H7中，如果接收电流值小于第二上门限电流值IH2且大于第二下门限电流值IL2，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 如果被赋值为第三码的数据采集码仍然不少于两个，执行步骤J；否则执行步骤I。
2.根据权利要求1所述的配置光电式字轮的液体流量计量装置的数据采集处理方法，其特征在于：
所述第一码是1，第二码是0，第三码是X；
或者所述第一码是0，第二码是1，第三码是X。
3.根据权利要求1所述的配置光电式字轮的液体流量计量装置的数据采集处理方法，其特征在于：
所述x＝0.75；y=1.2。
4.一种用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，所述液体流量计量装置包括M套字轮套件；所述字轮套件包括一字轮本体和N组光电收发组件；所述字轮本体上设置有透光窗或者反光带；所述光电收发组件包括用于射出光线的光发射管，以及借助透光窗或者反光带接收该光发射管射出光信号、并将光信号转换为电信号的光接收管；从而光接收管在接收光发射管射出的所有光信号时输出最大电流值是IMAX的亮电流，而当光接收管在完全不能接收光发射管射出的光信号时输出最小电流值是IMIN的暗电流；其特征在于所述方法包括如下步骤：
A. 在测试设备中用每转步进V步的步进电机驱动所述M套字轮套件；测试设备电连接所述M×N个光接收管，以采集各光接收管的接收电流值；并且在测试设备中存储一数据采集字对应字轮读数表；设置上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL；
初始化编码测试错误计数参数p＝0；将不大于亮电流IMAX，且不小于暗电流IMIN的上门限测试电流值ItH和下门限测试电流值ItL分别赋值给上门限测试电流变量itH和下门限测试电流变量itL，即itH=ItH，itL＝ItL，且所述上门限测试电流值ItH大于下门限测试电流值ItL；
B. 步进电机驱动M套字轮套件旋转一步；
C. 采集M×N个光接收管各自的接收电流值；
D. 将所述M×N个光接收管各自的接收电流值分别与所述上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；
E. 步骤D中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
F. 步骤D中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
G. 步骤D中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第三码；
H1. 如果被赋值为第三码的数据采集码少于两个，执行步骤I1至I4；
H2. 如果被赋值为第三码的数据采集码不少于两个，针对数据采集码是第三码的光电收发组件所采集的接收电流值执行分步骤H3至H11；
H3. 赋值模糊区分界电流变量itM＝（itH+itL）/2，itH是上门限测试电流变量itH的当前值，itL是下门限测试电流变量itL的当前值；
H4. 如果存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最大的接收电流值，以该最大的接收电流值的x倍赋值给上门限测试电流变量itH，0＜x＜1；
如果不存在不小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H5；
H5. 如果存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，找出其中最小的接收电流值，以该最小的接收电流值的y倍赋值给下门限测试电流变量itL，y＞1；
如果不存在小于模糊区分界电流变量itM当前值的接收电流值，执行步骤H6；
H6. 如果上门限测试电流变量itH的当前值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，执行步骤J；
H7. 如果上门限测试电流变量itH的当前值大于下门限测试电流变量itL的当前值，将接收电流值分别与上门限测试电流变量itH的当前值和下门限测试电流变量itL的当前值比较；执行分步骤H8至H10；
H8. 步骤H7中，如果接收电流值不小于上门限测试电流变量itH的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第一码；
H9. 步骤H7中，如果接收电流值不大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码赋值为第二码；
H10. 在步骤H7中，如果接收电流值小于上门限测试电流变量itH的当前值且大于下门限测试电流变量itL的当前值，将所述接收电流值各自对应的光电收发组件的数据采集码维持第三码不变；
H11. 返回步骤H1；
I1. 按设定的次序排列光电收发组件的数据采集码，形成一M×N位的测试数据采集字，将该测试数据采集字译码获得字轮套件内各字轮的测试读数；
I2. 将步骤I1获取的测试数据采集字和测试读数与步骤A所述数据采集字对应字轮读数表比对是否一致；
I3. 步骤I2中，如果比对一致，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
I4. 步骤I2中，如果比对不一致，编码测试错误计数参数p＝p＋1，本数据采集周期结束，执行以下步骤K1；
J. 输出测试译码失败的结果，测试结束；
K1. 判断步进电机是否已经运行10M转；
如果步进电机已经运行10M转，执行步骤K2至K3；
如果步进电机没有运行10M转，返回步骤B；
K2. 如果p=0，将上门限测试电流变量itH的当前值设置为液体流量计量装置中M套字轮套件的光电上门限电流值IH，同时将下门限测试电流变量itL的当前值设置为所述液体流量计量装置中M套字轮套件的下门限电流值IL；测试结束；
K3. 如果p≠0，输出存在编码错误信息，测试结束。
5.根据权利要求4所述的用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，其特征在于：
所述第一码是1，第二码是0，第三码是X；
或者所述第一码是0，第二码是1，第三码是X。
6.根据权利要求4所述的用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，其特征在于：
所述x＝0.75；y=1.2。
7.根据权利要求4所述的用于配置光电式字轮的液体流量计量装置的编码测试方法，其特征在于：
所述V≥60。
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