CN104977067B - 一种磁耦合流量传感器快速校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁耦合流量传感器快速校正方法，包括以下步骤：首先通过容积法校正一个传感器所有流速点的补偿值，然后将容积法校正好的传感器作为参考标准，使用本发明提供的参考法校准其余待校准传感器；通过相邻流速点补偿值关系，采用参考法校正传感器只用校正原来1/3的校正点。本发明的磁耦合式流量传感器的快速校正方法，是在我国最常用的“容积法校正”基础上，通过融合智能电路、电脑软件技术，得到该传感器按照流体流速分段线性高精度补偿值，从而计算出精确的流过计量仪器的流体体积，通过以上技术方案，采用容积法校正1个传感器需要8～10小时，而采用优化的参考法校正传感器只需要5～10分钟即可，提高了检定效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁耦合流量传感器快速校正方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，计量仪表正向智能化方向快速发展。智能计量仪表主要用于水、热、气等能源的供应过程中，与居民的生活息息相关。然而现在大部分的收费依然要花费大量的人力物力，不仅成本高而且效率低，更不利于个人隐私保护。另外新型城镇化建设，环境保护、节能减排等相关工作的推进，将为智能水表、燃气表、热量表等产业带来新的发展机遇。在国家实行节能减排的大战略下，对水、气、热能按照使用量、时间段等要素实行阶梯收费是发展节约型社会的重要步骤。但是传统机械式计量仪器不能提供实时数据，无法满足阶梯性计费的功能，所以智能计量仪表拥有巨大的替代空间。
磁耦合式传感器能够将流体流量转换成可以实时读取的电压脉冲信号，通过智能电路收集处理，可实时计算出流过仪表的流体流量和流速，并通过一定的通信手段汇集到数据中心，为实行阶梯计价提供实时数据。由于该传感器多用于民生相关的计量仪表，计量精度至关重要，但磁耦合式传感器输出的脉冲信号受制造工艺、流体种类、不同流速等影响，输出的脉冲信号会出现较大范围波动，为了提高计量精度，必须在仪表出厂前进行校准。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中磁耦合式传感器输出的脉冲信号受制造工艺、流体种类、不同流速等影响，输出的脉冲信号会出现较大范围波动，导致计量精度不高，而提供一种磁耦合流量传感器快速校正方法，针对不同流体、不同流速、工艺制造精度造成的磁耦合式传感器计量误差，通过融合智能电路、 电脑软件技术，得到该传感器按照流体流速分段线性高精度补偿值，它减轻了检定人员的劳动强度，提高了检定效率和精度，使得该磁耦合式流量传感器能够被广泛应用成为可能。
本发明的技术方案是这样实现的：一种磁耦合流量传感器快速校正方法，包括以下步骤：
(1)首先通过容积法校正一个传感器所有流速点的补偿值，然后将容积法校正好的传感器作为参考标准，使用本发明提供的参考法校准其余待校准传感器；
(2)待测传感器与单片机控制电路板相连，固定在校正装置上，单片机通过串口与电脑上的校正软件通信；
(3)手动在校正装置上设定流过待测传感器的流体体积V0，以及流速S0，流速点需事先通过理论及实际测试确定需要标定的流速，其余点补偿值通过分段线性计算；
(4)在电脑软件上选择需校正流速，并点击启动校正按钮，校正命令通过串口将启动命令发送给单片机，两者都进入校正流程，单片机默认传感器计量基准是K；
(5)在传统容积法校正的基础上，根据S0、K，计算传感器输出连续两个脉冲的理论间隔时间A0：A0＝K/S0；
(6)待(3)中设定流体V0全部流过待测传感器后，单片机控制板测量得水的体积Vx，手动将V0填写到电脑上软件中；
A0＝D*S0/V0(D跟硬件电路设计相关)
通过参考法计算S0流速下实际计量基准：
K0＝K*Vx/V0＝默认计量基准*真实流量/测量流量
(7)电脑上的校正软件将K0发送到单片机保存，并且单片机控制板返回传感器连续两个脉冲的时间间隔T0，根据以下公式计算时间间隔补偿B0：
B0＝U*(T0-A0)/A0(U值取决于电路设计)
电脑校正软件保存B0，并且将B0通过串口发送给单片机控制板保存；
(8)通过容积法标定测试所有流速点的实际计量基准Kn和时间间隔补偿Bn；
(9)将通过容积法校准的一个传感器和一个待校准的传感器串联起来，可以让流体同时流过。通过电脑上的软件启动参考法校正传感器，选择需校正的流速点，并将命令发送到单片机控制板。手动打开校正台上阀门，待流体流过Tn(n个电压脉冲信号时间，n大于3即可)时间。由于只需要计量少量脉冲，所以时间很短。
(10)电脑上校正软件通过读取标准传感器在当前流速下参数：计量基准Kp、时间间隔补偿Bp值，得出参考法标定点流速SN。
(11)计算待校正点计量基准Kp1：
Kp/Kp1＝N/N1
(12)计算待校正传感器标定点流速SN1：
SN/SN1＝N/N1
(13)通过参考法中的公式计算待校正该点计量基准Bp1：
Bp1＝D*(SN1-流体流速)/128+C0
(14)电脑软件将校正该点计量基准Kp1、时间间隔补偿值Bp1保存，并同时发送给单片机控制板保存；
(15)相邻流速点具有一定关系，通过实验可以确定fn；
计算出相邻流速点传感器参数：
Kpn＝fn*Kp(n-1)+U0
Bpn＝fn*Bp(n-1)+U0
(16)通过相邻流速点补偿值关系，采用参考法校正传感器只用校正原来1/3的校正点。
本发明的磁耦合式流量传感器的快速校正方法，是在我国最常用的“容积法校正”基础上，通过融合智能电路、电脑软件技术，得到该传感器按照流体流速分段线性高精度补偿值，从而计算出精确的流过计量仪器的流体体积，通过以上技术方案，采用容积法校正1个传感器需要8～10小时，而采用优化的参考法校正传感器只需要5～10分钟即可，提高了检定效率和精度。
具体实施方式
本发明为一种磁耦合流量传感器快速校正方法，包括以下步骤：
(1)首先通过容积法校正一个传感器所有流速点的补偿值，然后将容积法校正好的传感器作为参考标准，使用本发明提供的参考法校准其余待校准传感器；
(2)待测传感器与单片机控制电路板相连，固定在校正装置上，单片机通过串口与电脑上的校正软件通信；
(3)手动在校正装置上设定流过待测传感器的流体体积V0，以及流速S0，流速点需事先通过理论及实际测试确定需要标定的流速，其余点补偿值通过分段线性计算；
(4)在电脑软件上选择需校正流速，并点击启动校正按钮，校正命令通过串口将启动命令发送给单片机，两者都进入校正流程，单片机默认传感器计量基准是K；
(5)在传统容积法校正的基础上，根据S0、K，计算传感器输出连续两个脉冲的理论间隔时间A0：A0＝K/S0；
(6)待(3)中设定流体V0全部流过待测传感器后，单片机控制板测量得水的体积Vx，手动将V0填写到电脑上软件中；
A0＝D*S0/V0(D跟硬件电路设计相关)
通过参考法计算S0流速下实际计量基准：
K0＝K*Vx/V0＝默认计量基准*真实流量/测量流量
(7)电脑上的校正软件将K0发送到单片机保存，并且单片机控制板返回传感器连续两个脉冲的时间间隔T0，根据以下公式计算时间间隔补偿B0：
B0＝U*(T0-A0)/A0(U值取决于电路设计)
电脑校正软件保存B0，并且将B0通过串口发送给单片机控制板保存；
(8)通过容积法标定测试所有流速点的实际计量基准Kn和时间间隔补偿Bn；
(9)将通过容积法校准的一个传感器和一个待校准的传感器串联起来，可以让流体同时流过。通过电脑上的软件启动参考法校正传感器，选择需校正的流速点，并将命令发送到单片机控制板。手动打开校正台上阀门，待流体流过Tn(n个电压脉冲信号时间，n大于3即可)时间。由于只需要计量少量脉冲，所以时间很短。
(10)电脑上校正软件通过读取标准传感器在当前流速下参数：计量基准Kp、时间间隔补偿Bp值，得出参考法标定点流速SN。
(11)计算待校正点计量基准Kp1：
Kp/Kp1＝N/N1
(12)计算待校正传感器标定点流速SN1：
SN/SN1＝N/N1
(13)通过参考法中的公式计算待校正该点计量基准Bp1：
Bp1＝D*(SN1-流体流速)/128+C0
(14)电脑软件将校正该点计量基准Kp1、时间间隔补偿值Bp1保存，并同时发送给单片机控制板保存；
(15)相邻流速点具有一定关系，通过实验可以确定fn；
计算出相邻流速点传感器参数：
Kpn＝fn*Kp(n-1)+U0
Bpn＝fn*Bp(n-1)+U0
(16)通过相邻流速点补偿值关系，采用参考法校正传感器只用校正原来1/3的校正点。
本发明的磁耦合式流量传感器的快速校正方法，是在我国最常用的“容积法校正”基础上，通过融合智能电路、电脑软件技术，得到该传感器按照流体流速分段线性高精度补偿值，从而计算出精确的流过计量仪器的流体体积，通过以上技术方案，采用容积法校正1个传感器需要8～10小时，而采用优化的参考法校正传感器只需要5～10分钟即可，提高了检定效率和精度。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种磁耦合流量传感器快速校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 首先通过容积法校正一个传感器所有流速点的补偿值，然后将容积法校正好的传感器作为参考标准，使用参考法校准其余待校准传感器；
(2) 待校准传感器与单片机控制板相连，固定在校正装置上，单片机通过串口与电脑上的校正软件通信；
(3) 手动在校正装置上设定流过待校准传感器的流体体积V0，以及流速S0，流速点需事先通过理论及实际测试确定需要标定的流速，其余点补偿值通过分段线性计算；
(4) 在电脑软件上选择需校正流速，并点击启动校正按钮，校正命令通过串口将启动命令发送给单片机，两者都进入校正流程，单片机默认待校准传感器计量基准是K；
(5) 在传统容积法校正的基础上，根据S0、K，计算传感器输出连续两个脉冲的理论间隔时间A0： A0＝ K/S0；
(6) 待(3) 中设定流体全部流过待校准传感器后，单片机控制板测量得水的体积Vx，手动将V0填写到电脑上软件中；
A0＝ D*S0/V0，其中D 跟硬件电路设计相关，
通过参考法计算S0流速下实际计量基准；
K0＝ K*Vx/V0
(7) 电脑上的校正软件将K0发送到单片机保存，并且单片机控制板返回传感器连续两个脉冲的时间间隔T0，根据以下公式计算时间间隔补偿B0：
B0＝ U*(T0-A0)/A0，其中U 值取决于电路设计，
电脑校正软件保存B0，并且将B0通过串口发送给单片机控制板保存；
(8) 通过容积法标定测试所有流速点的实际计量基准Kn 和时间间隔补偿Bn；
(9) 将通过容积法校准的一个传感器和一个待校准的传感器串联起来，让流体同时流过，通过电脑上的软件启动参考法校正传感器，选择需校正的流速点，并将命令发送到单片机控制板，手动打开校正台上阀门，待流体流过Tn，其中Tn为电压脉冲信号时间，n 大于3，由于只需要计量少量脉冲，所以时间很短；
(10) 电脑上校正软件通过读取标准传感器在当前流速下参数：计量基准Kp、时间间隔补偿Bp 值，得出参考法标定点流速SN；
(11) 计算待校正点计量基准Kp1：
Kp/Kp1 ＝ N/N1
(12) 计算待校正传感器标定点流速SN1 ：
SN/SN1 ＝ N/N1
(13) 通过参考法中的公式计算待校正时间间隔补偿Bp1：
Bp1 ＝ D*(SN1- 流体流速)/128+C0
(14) 电脑软件将待校正点计量基准Kp1、时间间隔补偿值Bp1 保存，并同时发送给单片机控制板保存；
(15) 相邻流速点具有一定关系，通过实验可以确定fn ；
计算出相邻流速点传感器参数：
Kpn ＝ fn*Kpn-1+U0；
Bpn ＝ fn*Bpn-1+ U0；
(16) 通过相邻流速点补偿值关系，采用参考法校正传感器只用校正原来1/3 的校正点。
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