CN113295245B - 电磁水表转换器和电磁水表转换器的标定方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电磁水表转换器和电磁水表转换器的标定方法，通过主控模块可控制第一模拟开关和第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，主控模块控制第一模拟开关和第二模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使标定电路分别和励磁电路及测量电路连接，标定电路根据多个预设流量测出感应电压信号，测量电路处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，主控模块根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正，如此降低生产和时间成本且提高标定效率、方便批量生产，并由于标定的原件的偏差不会受环境改变会提高产品的一致性，同时解决了相关技术中流速精度低且需要返回原厂以造成用户的时间和生产成本损失的问题的问题。

Description

电磁水表转换器和电磁水表转换器的标定方法

技术领域

本申请涉及电磁技术领域，特别是涉及电磁水表转换器和电磁水表转换器的标定方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电磁水表得到了广泛应用。其中，由于电磁水表有低功耗要求，因此，励磁电流相对于电磁流量计小很多，被测得的感应电压信号往往只有毫伏到微伏级，尤其是在小流量测量时，信噪比下降，而由于感应电压信号极其微弱，为了提高共模抑制比，测量电路的放大倍数一般是在50到100倍，某些市面上的产品的放大倍数甚至可以达到1000倍左右，在经过ADC采样之后，被放大后的感应电压值应除以放大倍数从而还原为电极两端的原始感应电势差，之后利用还原后的感应电势差重构出管体内的平均流速。

然而，在批量生产中，所选用的相同元器件都存在一定的公差，最终生成的产品质量参差不齐，会增加生成损失，为了保证生产出来的转换器的一致性，降低生产损失，通常采用两种标定的方式，第一种是实流标定，所得修正参数k是传感器(一次仪表)和转换器(二次仪表)的整合；第二种是分离标定，转换器通过标准信号发生器得到一个k1系数，之后再通过与传感器组合，得到另一个修正系数k2，可见效率很低。另外，在用户实际使用过程中，转换器上的元器件参数会随物理环境变化而发生偏移，因此，出厂时的修正系数k1也就不再准确，这对计算出的流速精度会有明显影响。对于该类问题，传统的方式是将一次仪表和二次仪表返回原厂或专业机构进行实流标定，但此类方式增加了用户的成本以及生产损失。

发明内容

本申请实施例提供了一种电磁水表转换器和电磁水表转换器的标定方法，旨在提高生产效率和降低生产成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种电磁水表转换器，所述电磁水表转换器包括：

励磁电路，包括用于切换测量模式或自标定模式的第一模拟开关；

标定电路，用于根据多个预设流量测出感应电压信号；

测量电路，用于处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，所述测量电路包括用于切换测量模式或自标定模式的第二模拟开关；

主控模块，用于控制所述第一模拟开关和所述第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，以及根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正；当所述第一模拟开关切换至所述自标定模式时，所述励磁电路与所述标定电路连接；当所述第二模拟开关切换至所述自标定模式时，所述标定电路与所述测量电路连接。

在其中一些实施例中，所述标定电路包括精密仪运放大器、与所述精密仪运放大器的输入端相连接的采样电阻、与所述精密仪运放大器输出端连接的可调分压电路以及与所述可调分压电路连接的低通滤波电路；

所述精密仪运放大器，用于采集所述采样电阻两端的电压并进行放大，并输出放大后的电压信号；

所述可调分压电路，用于按照多个预设流量对放大后的电压信号进行分压，并输出分压后的电压信号；

所述低通滤波电路，用于对分压后的电压信号滤除高频电压信号以得到感应电压信号。

在其中一些实施例中，所述标定电路还包括第一电感和第二电感，当所述第一模拟开关切换至所述自标定模式时，所述励磁电路、所述第一电感、所述采样电阻和所述第二电感形成闭合回路。

在其中一些实施例中，所述可调分压电路为数字可调电阻或数模转换芯片。

在其中一些实施例中，所述可调分压电路包括微控制单元、多个第三模拟开关和精密分压电阻网络，所述微控制单元用于控制任意第三模拟开关闭合以使对应的分压电阻接入电路。

在其中一些实施例中，所述低通滤波电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与所述可调分压电路连接，所述第一电阻的第二端经所述第一电容与地连接。

在其中一些实施例中，所述励磁电路还包括恒流源、开关桥、线圈和电磁水表的传感器管段；

所述恒流源，用于输出励磁电流；

所述开关桥的受控端与所述主控模块连接，所述开关桥用于基于所述主控模块的切换控制指令改变所述励磁电流的方向；当导电时，所述恒流源、所述开关桥、所述线圈和地形成励磁回路；

所述电磁水表的传感器管段用于采集感应电动势。

在其中一些实施例中，所述测量电路还包括：

仪运放大器，与所述第二模拟开关连接，用于对所述感应电压信号进行放大，并输出放大后的感应电压信号；

信号调制电路，与所述仪运放大器连接，用于对所述放大后的感应电压信号进行信号调制处理，并输出调制后的感应电压信号；

带通滤波器，与所述信号调制电路连接，用于对所述调制后的感应电压信号进行采样，并输出特定波段的感应电压信号；

模数转换器，与所述带通滤波器连接，用于对所述特定波段的感应电压信号进行模数转换处理，并输出数字信号。

在其中一些实施例中，所述主控模块包括主控芯片和触发控制模块，所述主控芯片与所述触发控制模块连接；

所述触发控制模块，用于控制触发信号的发送；

所述主控芯片，用于在接收到所述触发信号时，控制第一模拟开关和第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，以及根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。

第二方面，本申请实施例提供了一种电磁水表转换器的标定方法，该方法应用于上述的电磁水表转换器，该方法包括：

所述主控模块控制所述第一模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使所述励磁电路与所述标定电路连接；

所述主控模块控制所述第二模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使所述标定电路与所述测量电路连接；

所述标定电路根据多个预设流量测出感应电压信号；

所述测量电路处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号；

所述主控模块根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。

相比于相关技术，本申请实施例提供的电磁水表转换器，通过主控模块可以控制第一模拟开关和第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，主控模块可以自动控制第一模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使励磁电路与标定电路连接，主控模块可以自动控制第二模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使标定电路与测量电路连接，标定电路根据多个预设流量测出感应电压信号，测量电路处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，主控模块根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。相较于传统电磁水表转换器通过外置的标定设备对其进行标定，本申请通过将标定电路集成到转换器内，无需要拆装整表或电磁水表的转换器，便可以自动进行标定，如此，降低生产成本和时间成本且提高了标定效率，此外，为了方便批量生产，本领域的技术人员，在电磁水表的转换器生产中还可以通过上位机或者其他设备进行自标定，相较于通过外部标定装置逐个进行标定的方式，提高了标定效率，降低了生产成本和时间，而且由于标定的原件不会受环境改变或发生偏差，因此，提高了产品的一致性，因此也无需返回原厂或专业机构进行实流标定，降低了生产损失同时也降低了用户的时间和精力成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的电磁水表的转换器的功能模块示意图；

图2是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中励磁电路的电路示意图；

图3是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中测量电路的电路示意图；

图4是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中标定电路的电路示意图；

图5是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中标定电路的另一电路示意图；

图6是根据本申请实施例的本申请实施例的电磁水表转换器的标定方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

随着电子技术和计算技术的快速发展，电磁水表转换器的应用越来越广泛；在电磁水表转换器工作于测量模式时，电磁水表转换器主要是根据导体作切割磁力线运动所产生的感应电动势与被测流体的速度的一一对应关系实现流速测量的。然而，在批量生产中，所选用的相同元器件都存在一定的公差，为了保证生产出来的电磁水表转换器的一致性，通常采用两种标定的方式，第一种是实流标定，所得修正参数k是传感器(一次仪表)和电磁水表转换器(二次仪表)的整合；第二种是分离标定，电磁水表转换器通过标准信号发生器得到一个k1系数，之后再通过与传感器组合，得到另一个修正系数k2。但在用户实际使用过程中，电磁水表转换器上的元器件参数会随物理环境变化而发生偏移，因此，出厂时的修正系数k1也就不再准确，这对计算出的流速精度会有明显影响。对于该类问题，传统的方式是将一次仪表和二次仪表返回原厂或专业机构进行实流标定，但此类方式增加了用户的成本以及生产损失。

也就是说，无论是用户采用实流标定或是在现场利用专业仪器对转换器进行重新标定，都会造成时间成本和生产损失，为了解决上述技术问题，本申请提供的一种电磁水表转换器，图1是根据本申请实施例的电磁水表的转换器的功能模块示意图，如图1所示，该电磁水表的转换器包括：

励磁电路10，包括用于切换测量模式或自标定模式的第一模拟开关101；其中，图2是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中励磁电路的电路示意图，如图2所示，第一模拟开关101包括第一模拟开关SW7和第一模拟开关SW8；此外，励磁电路10可以采用包括有第一模拟开关101的励磁芯片或者其他电子元器件搭建以实现，此处不做具体限定；

标定电路11，用于根据多个预设流量测出感应电压信号；其中，标定电路11可以采用标定芯片或其他以实现，此处不做具体限定，需要说明的是，预设流量可以是多个，例如，预设流量可以是三个，当然在一些其他实施例中，为了提高测量精度，预设流量也可以四个或者更多，具体根据用户需求设定，此处不做具体限定，此外，预设流量的具体数值根据用户实际需求设定，此处不做具体限定；

测量电路12，用于处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，测量电路12包括用于切换测量模式或自标定模式的第二模拟开关121；其中，测量电路12可以采用包括第二模拟开关121的测量芯片或者其他以实现，此处不做具体限定；图3是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中测量电路的电路示意图，如图3所示，第二模拟开关121包括第二模拟开关SW1和第二模拟开关SW2；需要说明的是，第一模拟开关101和第二模拟开关121均可以采用MOS管、三极管、IGBT或光耦中任意一种或多种组合来实现。

主控模块13，用于控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至测量模式或自标定模式，以及根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正；当第一模拟开关101切换至自标定模式时，励磁电路10与标定电路11连接；当第二模拟开关121切换至自标定模式时，标定电路11与测量电路12连接。另外，主控模块13也可以控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至测量模式，当第一模拟开关101切换至测量模式时，励磁电路10断开与标定电路11连接，励磁电路10工作以采集感应电动势，当第二模拟开关121切换至测量模式时，标定电路11与测量电路12断开连接，测量电路12通过电极接收感应电动势，以根据感应电动势与被测流体的速度的一一对应关系实现流速测量的。

需要说明的是，主控模块13可以采用单片机、DSP(Digital Signal Processing，即数字信号处理器)或FPGA(Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)等微处理器来实现，在一些其他实施例中，还可以采用可编程逻辑控制器PLC(ProgrammableLogic Controller，即可编程控制器)来实现，在此不做具体限制。易于理解的是，本领域的技术人员能够通过在主控模块13中集成一些硬件电路和软件程序或算法，不需要拆装整表或电磁水表的转换器便可以自动控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至测量模式或自标定模式，在控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至自标定模式时，还可以根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正，以自动完成了标定流程，如此，降低生产成本和时间成本且提高了标定效率，此外，为了方便批量生产，本领域的技术人员，在电磁水表的转换器生产中还可以通过上位机或者其他设备进行自标定，如此提高了批量生产的了生产效率，并且这种方式不仅不需要通过外部标定装置逐个进行标定既可以实现产品的一致性要求，而且标定的原件也不会受环境改变而发生变化或偏差，从而提高了标定效率，降低了成本。需要说明的是，预设的标定算法为本领域技术人员结合传统的标定算法和多个流量点的平均值设计的算法，具体根据用户需求设定，此处不做具体限定。

本实施例的技术方案中，通过主控模块13可以控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至测量模式或自标定模式，在控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至自标定模式时，主控模块13控制第一模拟开关101从测量模式切换至自标定模式以使励磁电路10与标定电路11连接，主控模块13控制第二模拟开关121从测量模式切换至自标定模式以使标定电路11与测量电路12连接，标定电路11根据多个预设流量测出感应电压信号，测量电路12处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，主控模块13根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正，相较于传统电磁水表转换器通过外置的标定设备对其进行标定，本申请通过将标定电路集成到转换器内，无需要拆装整表或电磁水表的转换器，便可以自动进行标定，如此，降低生产成本和时间成本且提高了标定效率，此外，为了方便批量生产，本领域的技术人员，在电磁水表的转换器生产中还可以通过上位机或者其他设备进行自标定，相较于通过外部标定装置逐个进行标定的方式，提高了标定效率，降低了生产成本和时间，而且由于标定的原件不会受环境改变或发生偏差，提高了产品的一致性，同时也无需返回原厂或专业机构进行实流标定，降低了生产损失同时也降低了用户的时间和精力成本。

在一些可选实施例中，图4是根据本申请实施例的电磁水表的转换器中标定电路11的电路示意图，如图4所示，在一可选实施例中，标定电路11包括精密仪运放大器U2、与精密仪运放大器U2的输入端相连接的采样电阻Rg2、与精密仪运放大器U2输出端连接的可调分压电路41以及与可调分压电路41连接的低通滤波电路42；

精密仪运放大器U2，用于采集采样电阻Rg2两端的电压并进行放大，并输出放大后的电压信号；其中，精密仪运放大器U2具有固定的内置增益，由于精密仪运放大器U2内部具有固定的内置增益，与使用外置安装增益电阻相比，减少了元器件的使用以使整体体积减小，因此也有利于后续PCB板的布线和布局，另外，由于固定的内置增益随着环境的影响而产生变化，因此提高了电路的适应性。当然在一些其他实施例中，为了提高精度和温漂，也可以设置单独的外置安装增益电阻，具体根据用户需求设定，此处不做具体限定，另外，精密仪运放大器U2的具体型号不做限制，具体根据用户需求设定；

可调分压电路41，用于按照多个预设流量对放大后的电压信号进行分压，并输出分压后的电压信号；其中，可调分压电路41可以采用可调分压芯片或其他来实现，此处不做具体限定。

低通滤波电路42，用于对分压后的电压信号滤除高频电压信号以得到感应电压信号。其中，低通滤波电路42可以采用低通滤波芯片或者其他以实现，此处不做具体限定；

本申请的实施例，通过精密仪运放大器U2采集采样电阻Rg2两端的电压并进行放大，通过可调分压电路41按照多个预设流量对放大后的电压信号进行分压，并输出分压后的电压信号，通过低通滤波电路42对分压后的电压信号滤除高频电压信号以得到感应电压信号；为了便于理解以分离式标定为例进行说明，通过使用标准的信号发生器，输出指定流速Vref1、流速Vref2和流速Vref3所对应的感应电压Uref1、感应电压Uref2和感应电压Uref3给电磁水表的转换器，电磁水表的转换器通过上述电压(感应电压Uref1、感应电压Uref2和感应电压Uref3)得到的实测流速Vm1、实测流速Vm2和实测流速Vm3，再通过线性拟合的方法得到修正系数k1。其中所测得流速可以通过公式Vc＝k1×Vm进行计算，其中，Vc为校准过的流速、k1为修正系数k1、Vm为实测的流速。可以理解的是，本申请通过主控模块13自动对标定电路11进行调整，将多个预设流量(例如，预设流量Q1、预设流量Q2和预设流量Q3对放大后的电压信号进行分压，并输出分压后的电压信号，也就是将设定的流量Q1、设定的流量Q2和设定的流量Q3所对应的感应电压U11、感应电压U12和感应电压U13分别输入到测量电路12的E1端口，同样通过线性拟合的方式得到新的修正系数k2，由于其计算方式与分离式标定类似，本领域技术人员可以实现，此处不在一一赘述。由于新的修正系数k2准确，则计算出的流速精度准确，如此提高了标定效率，且在批量生产中也可以降低生产成本和时间成本。

参照图4，在一实施例中，标定电路11还包括第一电感L1和第二电感L2，当第一模拟开关101切换至自标定模式时，励磁电路10、第一电感L1、采样电阻Rg2和第二电感L2形成闭合回路。

参照图4，在一实施例中，可调分压电路41为数字可调电阻DPOT或数模转换芯片。其中，数字可调电阻DPOT又称“数字电位器”，由于数字可调电阻DPOT受温度影响小，因此可以使计算的结果更准确，当然在其他实施例中，可调分压电路41也可以采用其他电子原件来实现，此处不做具体限定。

图5是根据本申请实施例的电磁水表的转换器的标定电路中另一电路示意图，如图5所示，在一实施例中，可调分压电路41包括微控制单元MCU、多个第三模拟开关(第三模拟开关Q1、第三模拟开关Q2和第三模拟开关Q3)和精密分压电阻网络51，微控制单元MCU用于控制任意第三模拟开关闭合以使对应的分压电阻(分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4)接入电路。需要说明的是，本实施例中，为了提高产品耐用性，微控制单元MCU采用单独的控制芯片来实现，当然在一些实施例中，为了减少整体积，微控制单元MCU也可以采用主控模块13来实现，具体根据用户需求设定，此处不做具体限定。

参照图4，在一实施例中，低通滤波电路42包括第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1的第一端与可调分压电路41连接，第一电阻R1的第二端经第一电容C1与地GND连接。

参照图2，在一些实施例中，励磁电路10还包括恒流源PSU、开关桥21、线圈和电磁水表的传感器管段A；

恒流源PSU，用于输出励磁电流；

开关桥21的受控端与主控模块13连接，开关桥21用于基于主控模块13的切换控制指令改变励磁电流的方向；当导电时，恒流源PSU、开关桥21、线圈和地GND形成励磁回路；其中，开关桥21包括模拟开关SW3、模拟开关SW4、模拟开关SW5和模拟开关SW6；线圈包括线圈Coil1和线圈Coil2；

电磁水表的传感器管段A用于采集感应电动势。

具体参照图3，由于被测得的感应电压信号往往只有毫伏到微伏级，为了提高共模抑制比，在一实施例中，测量电路12还包括：

仪运放大器U1，与第二模拟开关121连接，用于对感应电压信号进行放大，并输出放大后的感应电压信号；

信号调制电路SC(Signal modulation Circuit，即信号调制电路)，与仪运放大器U1连接，用于对放大后的感应电压信号进行信号调制处理，并输出调制后的感应电压信号；其中，信号调制电路SC可以采用信号调制芯片或其他来实现，此处不做具体限定；

带通滤波器BF(Band Filter，即带通滤波器)，与信号调制电路SC连接，用于对调制后的感应电压信号进行采样，并输出特定波段的感应电压信号；其中，带通滤波器BF可以采用带通滤波芯片或其他来实现，此处不做具体限定；

模数转换器ADC(Analog-to-Digital converter，即模拟数字转换器)，与带通滤波器BF连接，用于对特定波段的感应电压信号进行模数转换处理，并输出数字信号。其中，模数转换器ADC可以采用模数转换芯片或其他以实现，此处不做具体限定；

为了方便用户理解，结合图2、图3和图4对本申请的电磁水表的转换器进行说明，正常测量模式如下：主控模块13通过IO口控制模拟开关SW1和模拟开关SW2，使得电极e1和电极e2分别直接连接到仪运放大器U1的正相输入端和反相端，主控模块13同时将模拟开关SW7和模拟开关SW8切换至线圈接口端ex1和线圈接口端ex2，当模拟开关SW4和模拟开关SW5闭合，模拟开关SW3和模拟开关SW6断开，励磁电流从恒流源PSU输出，通过模拟开关SW4到模拟开关SW8，进入线圈Coil2的线圈接口端ex2，励磁电流再进入线圈Coil1,通过模拟开关SW7再到模拟开关SW5，最后进入地GND。这种状态维持几秒以后，励磁电流需要改变方向，主控模块13控制模拟开关SW3和模拟开关SW6闭合，同时模拟开关SW4和模拟开关SW5断开，励磁电流从恒流源PSU流出经过模拟开关SW3再到模拟开关SW7进入线圈Coil1和线圈Coil2，通过模拟开关SW8和模拟开关SW6进入地GND。此时，模拟开关SW1和模拟开关SW2分别都连接电极e1和电极e2，仪运放大器U1持续对电极e1和电极e2上的感应电压信号进行放大，通过信号调制电路SC，之后进入带通滤波器BF，最后进入模数转换器ADC，将模拟信号转换为数字信号进入主控模块13。

当由测量模式切换到自标定模式下时，主控模块13通过IO口输出高低电平将模拟开关SW1和模拟开关SW2分别从电极e1和电极e2切换到端口E1和地GND。与此同时，图2中励磁电路10上的模拟开关SW7和模拟开关SW8也会从线圈接口端ex1和线圈接口端ex2切换至EX1端口和EX2端口。这时励磁电流流入图4中的标定电路11，将采样电阻Rg2上的电压信号放大输出至数字可调电阻DPOT芯片中，主控模块13通过程序控制依次按照标定用的流量点Q3、流量点Q2和流量点Q1调节DPOT的输出每一个预设流量对应的感应电压信号，并通过一阶无源低通滤波电路42传入到测量电路12的E1口。如此，每一个流量点的测量所对应的感应电压通过测量电路12，依次经过放大、信号调制、滤波处理、模数转换，最后送入主控模块13，主控模块13采用预设的标定算法对转换器的修正系数进行修正，本领域技术人员结合传统的标定算法和多个流量点的平均值设计的算法，对电磁水表转换器的修正系数进行修正，由于新的修正系数准确，则计算出的流速精度准确，如此提高了标定效率，且在批量生产中也可以降低生产成本和时间成本。

在一些其他实施例中，为了为用户提供方便，主控模块13包括主控芯片和触发控制模块(图中未示出)，主控芯片与触发控制模块连接；

触发控制模块，用于控制触发信号的发送；其中，触发控制模块可以采用按键来实现对控制触发信号的发送，或者，触发控制模块也可以通过电磁水表的软件程序或者算法来实现对控制触发信号的发送，也就是通过预设的触发条件来自动控制触发信号的发送，在本实施例中，触发控制模块通过按键选取或者电磁水表转换器程序自动控制来实现触发信号的发送，因此，具有很强的灵活性，为用户提供了方便，当然，在一些其他实施例中，触发控制模块也可以采用触发芯片来实现触发信号的发送，此处不做具体限定。

主控芯片，用于在接收到触发信号时，控制第一模拟开关101和第二模拟开关121切换至测量模式或自标定模式，以及根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。可以理解的是，主控芯片为主控模块13，此处不在一一赘述。

本申请还提供了一种电磁水表转换器的标定方法，应用于上述的电磁水表转换器，图6是根据本申请实施例的电磁水表转换器的标定方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S601，主控模块13控制第一模拟开关101从测量模式切换至自标定模式以使励磁电路10与标定电路11连接；

步骤S602，主控模块13控制第二模拟开关121从测量模式切换至自标定模式以使标定电路11与测量电路12连接；

步骤S603，标定电路11根据多个预设流量测出感应电压信号；

步骤S604，测量电路12处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号；

步骤S605，主控模块13根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。

本领域技术人员通过上述步骤S601至步骤S605，可以实现电磁水表转换器的标定，具体地，主控模块13可以自动控第一模拟开关101从测量模式切换至自标定模式以使励磁电路10与标定电路11连接，主控模块13可以自动控第二模拟开关121从测量模式切换至自标定模式以使标定电路11与测量电路12连接，标定电路11根据多个预设流量测出感应电压信号，测量电路12处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，主控模块13根据数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正，由于不需要拆装整表或电磁水表的转换器、无需人员进行参与以及也无需将一次仪表和二次仪表返回原厂或专业机构进行实流标定，便自动完成了标定流程，如此，降低生产成本和时间成本且提高了标定效率，此外，为了方便批量生产，本领域的技术人员，在电磁水表的转换器生产中还可以通过上位机或者其他设备进行自标定，相较于通过外部标定装置逐个进行标定的方式，提高了标定效率，降低了生产成本和时间，而且由于标定的原件不会受环境改变或发生偏差，如此，不仅提高了产品的一致性，同时解决了相关技术中通过实流标定或者分离标定的方式计算出的流速精度低而需返回原厂或专业机构进行实流标定以逐个进行标定而造成用户的成本以及生产损失的问题。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电磁水表转换器，其特征在于，所述电磁水表转换器包括：

励磁电路，包括用于切换测量模式或自标定模式的第一模拟开关；

标定电路，用于根据多个预设流量测出感应电压信号；

测量电路，用于处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号，所述测量电路包括用于切换测量模式或自标定模式的第二模拟开关；

主控模块，用于控制所述第一模拟开关和所述第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，以及根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正；当所述第一模拟开关切换至所述自标定模式时，所述励磁电路与所述标定电路连接；当所述第二模拟开关切换至所述自标定模式时，所述标定电路与所述测量电路连接；

所述标定电路包括精密仪运放大器、与所述精密仪运放大器的输入端相连接的采样电阻、与所述精密仪运放大器输出端连接的可调分压电路以及与所述可调分压电路连接的低通滤波电路；

所述精密仪运放大器，用于采集所述采样电阻两端的电压并进行放大，并输出放大后的电压信号；

所述可调分压电路，用于按照多个预设流量对放大后的电压信号进行分压，并输出分压后的电压信号；

所述低通滤波电路，用于对分压后的电压信号滤除高频电压信号以得到感应电压信号。

2.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述标定电路还包括第一电感和第二电感，当所述第一模拟开关切换至所述自标定模式时，所述励磁电路、所述第一电感、所述采样电阻和所述第二电感形成闭合回路。

3.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述可调分压电路为数字可调电阻或数模转换芯片。

4.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述可调分压电路包括微控制单元、多个第三模拟开关和精密分压电阻网络，所述微控制单元用于控制任意第三模拟开关闭合以使对应的分压电阻接入电路。

5.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述低通滤波电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与所述可调分压电路连接，所述第一电阻的第二端经所述第一电容与地连接。

6.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述励磁电路还包括恒流源、开关桥、线圈和电磁水表的传感器管段；

所述恒流源，用于输出励磁电流；

所述开关桥的受控端与所述主控模块连接，所述开关桥用于基于所述主控模块的切换控制指令改变所述励磁电流的方向；当导电时，所述恒流源、所述开关桥、所述线圈和地形成励磁回路；

所述电磁水表的传感器管段用于采集感应电动势。

7.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述测量电路还包括：

仪运放大器，与所述第二模拟开关连接，用于对所述感应电压信号进行放大，并输出放大后的感应电压信号；

信号调制电路，与所述仪运放大器连接，用于对所述放大后的感应电压信号进行信号调制处理，并输出调制后的感应电压信号；

带通滤波器，与所述信号调制电路连接，用于对所述调制后的感应电压信号进行采样，并输出特定波段的感应电压信号；

模数转换器，与所述带通滤波器连接，用于对所述特定波段的感应电压信号进行模数转换处理，并输出数字信号。

8.根据权利要求1所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片和触发控制模块，所述主控芯片与所述触发控制模块连接；

所述触发控制模块，用于控制触发信号的发送；

所述主控芯片，用于在接收到所述触发信号时，控制第一模拟开关和第二模拟开关切换至测量模式或自标定模式，以及根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。

9.一种电磁水表转换器的标定方法，应用于如权利要求1至8任意一项所述的电磁水表转换器，其特征在于，所述方法包括：

所述主控模块控制所述第一模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使所述励磁电路与所述标定电路连接；

所述主控模块控制所述第二模拟开关从测量模式切换至自标定模式以使所述标定电路与所述测量电路连接；

所述标定电路根据多个预设流量测出感应电压信号；

所述测量电路处理每一个预设流量对应的感应电压信号并输出数字信号；

所述主控模块根据所述数字信号和预设的标定算法对修正系数进行修正。

Images