流量是工業生產過程檢測控製中的一個重要參數，目前，用於流量測量的流量計型式多種多樣，而脈衝信號輸出的渦輪流量計的應用越來越廣泛，本文就脈衝信號流量計檢定/校準中，其儀表係數K的兩種實現方法進行分析。
一、脈衝信號流量計儀表係數K的定義
流量計輸出為脈衝信號時，該脈衝信號的頻率f與流過管道的體積流量qv成正比，其比例係數即為流量計的儀表係數K，即
在同一時間內，流量計發出的脈衝數N與流過管道的流體體積V成正比，其比例係數也為流量計的儀表係數K，即
在流量計的檢定中，通常用渦輪流量計儀表係數K的誤差來評價流量計的準確度等級。我所研製了主動式體積管油流量標準裝置，用來完成各式流量計的檢定/校準工作。該裝置的測量原理圖如圖1所示。
電機驅動油缸內活塞產生需要的平穩流量，流經被檢流量計後回到油箱，流過被檢流量計的流體體積qv用活塞橫截麵積A乘以活塞移動距離l，l用光柵來測量。被檢流量計的脈衝信號通過數據采集卡采集。
二、脈衝信號流量計儀表係數K的測定原理
相同時間t內，根據式（2）可得
式中：l—單位時間t內，流體流過的距離；l1—光柵每個輸出脈衝對應的距離；A—流體截麵積；N2—光柵輸出脈衝數；N1—流量計輸出脈衝數。因為l1、A是固定值，記 ，則
K係數的測定轉化為同一時間內流量計脈衝數和光柵脈衝數的測定。
另外，根據式（1）可得
式中：f1—流量計的輸出頻率；f2—光柵脈衝頻率。
因此，K係數的測定又轉化為流量計輸出頻率f1和光柵脈衝頻率f2的測量。
1.軟件實現測量
根據式(4)，如圖2所示，定時脈衝上升沿觸發流量計脈衝和光柵脈衝開始計數，下降沿觸發二者停止計數。該方法實現的係統環境為：帶ISA插槽工控機，Windows98係統，Visual C++編程語言，中科院數據采集卡。實現K係數測量時，根據流量計準確度給出預計流量計脈衝數，工控機發出開始測量信號， 同時讀取流量計脈衝計數器和光
柵脈衝計數器的讀數，並且定時器清零，然後實時查詢流量計脈衝計數器讀數，待該計數器值大於或等於預計流量計脈衝數時，停止計數，同時記錄光柵脈衝計數器值和定時器值。由實驗得到，軟件查詢執行引起的誤差可以忽略不計。由於這種方法是在同一時間內，直接測量流量計和光柵脈衝數，每次測量有一個脈衝的誤差，所以，測量準確度和所計脈衝個數有關，如果計1000個脈衝，測量的相對誤差為0.1%，記的脈衝個數越多，測量的準確度越高，相對應的測量時間就越長。顯然，這種方法不能保證記錄t時間內流量計脈衝和光柵脈衝的整數個脈衝。
以0.2級脈衝流量計為例，測量結果如表1所示（預計流量計脈衝數5000）。
2.硬件實現雙頻計時
根據式(5)，流量計頻率和光柵頻率的測量不要求完全同步，即以犧牲同步獲得頻率測量的準確性。相對於流量計脈衝和光柵脈衝來說，計時脈衝是一個10MHz高頻脈衝，保證測時準確度，用來分別測時T1和T2，測量誤差為10-7。計時脈衝1在啟/停脈衝上升沿後，渦輪流量計脈衝的第一個上升沿觸發，計時器脈衝2在啟/停脈衝上升沿後，光柵脈衝的第一個上升沿觸發，計時脈衝1在啟/停脈衝下降沿後，流量計的第一個上升沿停止計時T1，計時脈衝2在啟/停脈衝下降沿後，光柵脈衝的第一個上升沿停止計時T2。這樣保證分別在T1、T2時間內，記錄的流量計脈衝和光柵脈衝是完整個數，如圖3所示。
這種方法的優點是，當流量計輸出頻率很小時，可以在大於流量計脈衝周期的時間內，精確測量流量計脈衝頻率和光柵脈衝頻率。
自動實現雙計時法時，操作者通過計算機設置流量計脈衝數，通過流量計脈衝計數器溢出信號來停止測量。原理如圖4所示。
具體實現過程如下：
（1）設定預計流量計脈衝數N，則N1=N，流量計脈衝計數器設置減計數，光柵脈衝計數器設置增計數，初始值為1。
（2）計算機發出啟動控製信號，高電平。
（3）流量計脈衝、光柵脈衝的第一個上升沿，計時脈衝1、計時脈衝2分別開始計時。
（4）當N1=0時，渦輪流量計脈衝計數器溢出標誌輸出信號，測量停止，計時脈衝1停止測量。
（5）光柵脈衝計數器在溢出標誌輸出之後的下一個上升沿停止計數測量，同時計時器2停止計時。由於多個計數器計數， 雙頻計時實現K係數測量時，預計流量計脈衝數不少於3個。以0.2級脈衝流量計為例，測量結果如表2所示（預計流量計脈衝數50）。
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