流量是工業生產過程檢測控制中的一個重要參數，目前，用于流量測量的流量計型式多種多樣，而脈沖信號輸出的渦輪流量計的應用越來越廣泛，本文就脈沖信號流量計檢定/校準中，其儀表系數K的兩種實現方法進行分析。
一、脈沖信號流量計儀表系數K的定義
流量計輸出為脈沖信號時，該脈沖信號的頻率f與流過管道的體積流量qv成正比，其比例系數即為流量計的儀表系數K，即
在同一時間內，流量計發出的脈沖數N與流過管道的流體體積V成正比，其比例系數也為流量計的儀表系數K，即
在流量計的檢定中，通常用渦輪流量計儀表系數K的誤差來評價流量計的準確度等級。我所研制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，流經被檢流量計后回到油箱，流過被檢流量計的流體體積qv用活塞橫截面積A乘以活塞移動距離l，l用光柵來測量。被檢流量計的脈沖信號通過數據采集卡采集。
二、脈沖信號流量計儀表系數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—光柵每個輸出脈沖對應的距離；A—流體截面積；N2—光柵輸出脈沖數；N1—流量計輸出脈沖數。因為l1、A是固定值，記 ，則
K系數的測定轉化為同一時間內流量計脈沖數和光柵脈沖數的測定。
另外，根據式（1）可得
式中：f1—流量計的輸出頻率；f2—光柵脈沖頻率。
因此，K系數的測定又轉化為流量計輸出頻率f1和光柵脈沖頻率f2的測量。
1.軟件實現測量
根據式(4)，如圖2所示，定時脈沖上升沿觸發流量計脈沖和光柵脈沖開始計數，下降沿觸發二者停止計數。該方法實現的系統環境為：帶ISA插槽工控機，Windows98系統，Visual C++編程語言，中科院數據采集卡。實現K系數測量時，根據流量計準確度給出預計流量計脈沖數，工控機發出開始測量信號， 同時讀取流量計脈沖計數器和光
柵脈沖計數器的讀數，并且定時器清零，然后實時查詢流量計脈沖計數器讀數，待該計數器值大于或等于預計流量計脈沖數時，停止計數，同時記錄光柵脈沖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。由于這種方法是在同一時間內，直接測量流量計和光柵脈沖數，每次測量有一個脈沖的誤差，所以，測量準確度和所計脈沖個數有關，如果計1000個脈沖，測量的相對誤差為0.1%，記的脈沖個數越多，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時間內流量計脈沖和光柵脈沖的整數個脈沖。
以0.2級脈沖流量計為例，測量結果如表1所示（預計流量計脈沖數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。相對于流量計脈沖和光柵脈沖來說，計時脈沖是一個10MHz高頻脈沖，保證測時準確度，用來分別測時T1和T2，測量誤差為10-7。計時脈沖1在啟/停脈沖上升沿后，渦輪流量計脈沖的第一個上升沿觸發，計時器脈沖2在啟/停脈沖上升沿后，光柵脈沖的第一個上升沿觸發，計時脈沖1在啟/停脈沖下降沿后，流量計的第一個上升沿停止計時T1，計時脈沖2在啟/停脈沖下降沿后，光柵脈沖的第一個上升沿停止計時T2。這樣保證分別在T1、T2時間內，記錄的流量計脈沖和光柵脈沖是完整個數，如圖3所示。
這種方法的優點是，當流量計輸出頻率很小時，可以在大于流量計脈沖周期的時間內，精確測量流量計脈沖頻率和光柵脈沖頻率。
自動實現雙計時法時，操作者通過計算機設置流量計脈沖數，通過流量計脈沖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）設定預計流量計脈沖數N，則N1=N，流量計脈沖計數器設置減計數，光柵脈沖計數器設置增計數，初始值為1。
（2）計算機發出啟動控制信號，高電平。
（3）流量計脈沖、光柵脈沖的第一個上升沿，計時脈沖1、計時脈沖2分別開始計時。
（4）當N1=0時，渦輪流量計脈沖計數器溢出標志輸出信號，測量停止，計時脈沖1停止測量。
（5）光柵脈沖計數器在溢出標志輸出之后的下一個上升沿停止計數測量，同時計時器2停止計時。由于多個計數器計數， 雙頻計時實現K系數測量時，預計流量計脈沖數不少于3個。以0.2級脈沖流量計為例，測量結果如表2所示（預計流量計脈沖數50）。
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