根據電磁流量計的工作原理可知,電磁流量計的勵磁磁場是由線圈中的恒定勵磁電流產生的.理想情況下勵磁電流是恒定的,但在實際中由于勵磁線圈存在電感和電阻,在電流換向時會產生微分干擾.為了排除微分干擾對流量信號的影響,在電流進入穩態后再進行采樣,這樣微分干擾就不會進入采樣信號,對流量不會造成影響.圖2.13為勵磁電流與采樣時刻電極電壓對應關系圖.
在電磁流量計中,勵磁模塊的功耗占據著整個流量計功耗的絕大部分的,而勵磁模塊的功耗主要是由勵磁電流和勵磁時間決定的.因此,降低勵磁模塊的功耗可以從勵磁電流和勵磁時間兩部分進行考慮.在勵磁電流方面由于受到傳感器測量精度的制約,勵磁電流不可能減到很小,而勵磁時間可以經過合理的設置達到降低功耗的目的.
本文通過研究提出低功耗算法,此算法是將勵磁時間分為勵磁狀態和休眠狀態兩個狀態分別進行處理,在勵磁狀態進行正反兩次采樣并求取兩次采樣電壓值之差作為計算流量的參數,由于勵磁時間比較短,在這段時間內可以認為流量是恒定不變的；在休眠階段采用Hermite插值算法計算在這一階段流過測量管道的流量值,計算時在a、b兩點之間進行Hermite插值,這保證了測量精度.同時設置動態可調的休眠時間,休眠時間越長,系統消耗的平均電流越小,通過合理配置休眠時間可以達到降低系統功耗的目的.圖2.14為低功耗算法示意圖.
在計算時,假設t時刻的采樣值為f(t),在一個采樣周期中要進行兩次采樣,可設正向勵磁時采樣值為f2i,反相勵磁時采樣值為f2i+1,則兩次采樣值之差為Si=f2i- f2i+1,在采樣階段根據式（1-4）可計算出在這段時間內流過測量管道的流量值.在休眠階段根據Hermite插值公式計算此時間段內流過的流量,我們認為ta時刻的值為Si,tb時刻的值為Si+1,則ta與tb兩點的導數值為：
則插值函數為：
本文在計算插值時,在ta與tb之間均勻的選取5個點作為流量的計算值,這樣既保證了電磁流量計計算精度,又避免了選取多個插值點時計算量大的問題. |
