根據(jù)電磁流量計(jì)的工作原理可知,電磁流量計(jì)的勵(lì)磁磁場(chǎng)是由線圈中的恒定勵(lì)磁電流產(chǎn)生的.理想情況下勵(lì)磁電流是恒定的,但在實(shí)際中由于勵(lì)磁線圈存在電感和電阻,在電流換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生微分干擾.為了排除微分干擾對(duì)流量信號(hào)的影響,在電流進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后再進(jìn)行采樣,這樣微分干擾就不會(huì)進(jìn)入采樣信號(hào),對(duì)流量不會(huì)造成影響.圖2.13為勵(lì)磁電流與采樣時(shí)刻電極電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.
在電磁流量計(jì)中,勵(lì)磁模塊的功耗占據(jù)著整個(gè)流量計(jì)功耗的絕大部分的,而勵(lì)磁模塊的功耗主要是由勵(lì)磁電流和勵(lì)磁時(shí)間決定的.因此,降低勵(lì)磁模塊的功耗可以從勵(lì)磁電流和勵(lì)磁時(shí)間兩部分進(jìn)行考慮.在勵(lì)磁電流方面由于受到傳感器測(cè)量精度的制約,勵(lì)磁電流不可能減到很小,而勵(lì)磁時(shí)間可以經(jīng)過(guò)合理的設(shè)置達(dá)到降低功耗的目的.
本文通過(guò)研究提出低功耗算法,此算法是將勵(lì)磁時(shí)間分為勵(lì)磁狀態(tài)和休眠狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)分別進(jìn)行處理,在勵(lì)磁狀態(tài)進(jìn)行正反兩次采樣并求取兩次采樣電壓值之差作為計(jì)算流量的參數(shù),由于勵(lì)磁時(shí)間比較短,在這段時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為流量是恒定不變的；在休眠階段采用Hermite插值算法計(jì)算在這一階段流過(guò)測(cè)量管道的流量值,計(jì)算時(shí)在a、b兩點(diǎn)之間進(jìn)行Hermite插值,這保證了測(cè)量精度.同時(shí)設(shè)置動(dòng)態(tài)可調(diào)的休眠時(shí)間,休眠時(shí)間越長(zhǎng),系統(tǒng)消耗的平均電流越小,通過(guò)合理配置休眠時(shí)間可以達(dá)到降低系統(tǒng)功耗的目的.圖2.14為低功耗算法示意圖.
在計(jì)算時(shí),假設(shè)t時(shí)刻的采樣值為f(t),在一個(gè)采樣周期中要進(jìn)行兩次采樣,可設(shè)正向勵(lì)磁時(shí)采樣值為f2i,反相勵(lì)磁時(shí)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(jù)式（1-4）可計(jì)算出在這段時(shí)間內(nèi)流過(guò)測(cè)量管道的流量值.在休眠階段根據(jù)Hermite插值公式計(jì)算此時(shí)間段內(nèi)流過(guò)的流量,我們認(rèn)為ta時(shí)刻的值為Si,tb時(shí)刻的值為Si+1,則ta與tb兩點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值為：
則插值函數(shù)為：
本文在計(jì)算插值時(shí),在ta與tb之間均勻的選取5個(gè)點(diǎn)作為流量的計(jì)算值,這樣既保證了電磁流量計(jì)計(jì)算精度,又避免了選取多個(gè)插值點(diǎn)時(shí)計(jì)算量大的問題. |
