一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法与流程

1.本发明属于流量计领域，具体涉及一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法，流量计的误差补偿方法、系统、装置，及其流量计。


背景技术：

2.流量计是一种指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。按照原理可将流量计分为差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。其中，涡流流量计是一种采用涡轮进行测量的流量计。它先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量，其输出信号为频率，易于数字化，是目前应用最广泛的流量计之一。
3.以涡轮流量计为主的大部分现有流量计在应用过程都存在一个缺陷，即流量计的高量程比和高精度无法同时兼顾。出现这一问题的主要原因在于：流量计内的核心部件为传感器，不同类型传感器的固有特性存在差异，且在较小量程比范围内，流量计的误差曲线可近似认为是线性的。但是若提高量程比范围，其误差曲线将变为非线性，这会给流量计的误差补偿造成困难；因此，对于一个高量程比的流量计，在其理论量程l的一个特定区间内往往测量精度相对较高，而在其它量程范围内测量精度则会显著下降。在实际应用中，只能将精度相对较高的部分量程作为实际应用的标准量程；这极大地限制了流量计的使用场景。
4.为了提高流量计在全量程范围内的测量精度，现有技术往往会采取各种非线性修正的方法，如使用高阶多项式、指数、对数中的一种或多种来构造复杂的非线性函数，然后在流量计全量程范围内对流量计的测量结果进行误差修正。采用误差修正方法的流量计在一定程度上可以达到较好的误差修正效果和较高的量程比；但是带来的负面影响则是显著提高了流量计的生产和应用成本，并降低了流量计检测的实时性。这是由于为了实现上述复杂误差修正过程需要为流量计配置计算能力更强、成本更高、功耗更大的微处理器。同时，更复杂的误差修正过程会提高微处理器的计算负荷，进而降低流量计检测结果的实时性。由此可见，在现有技术条件下，同时实现流量计的高量程比和高精度在工程上还具有一定的技术难度。


技术实现要素：

5.为了解决现有流量计的高量程比和高精度性能在工程上难以同时实现的问题，本发明提供了一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法，流量计的误差补偿方法、系统、装置，及其流量计。
6.本发明采用以下技术方案实现：
7.一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法，该方法用于以满足最大允许测量误差和获得最大量程比为优化设计目标，生成流量计的全量程中各个表测流量值对应的
动态补偿系数k(q)。该仪表系数动态修正方法包括如下步骤：
8.s1：在初始仪表系数k0的条件下，对流量计进行误差测试；在目标量程m范围内，获取多个原始测试数据构成误差数据集。误差数据集内的原始测试数据为各个流量点qi及其对应的测量误差ei。其中，i∈n，n表示误差数据集的原始测试数据中包含的流量点的数量。
9.s2：基于上步骤获取的误差数据集绘制目标量程m内的“流量-误差”曲线e(q)。然后根据曲线的拐点将目标量程m划分为若干个连续且具有单调性的测量区间mj。其中，j∈m；m表示目标量程m中划分出的测量区间mj的数量。
10.s3：根据每个测量区间mj内的“流量-误差”曲线的分段曲线的类型，选择最佳的目标函数对分段曲线的函数进行数值拟合，进而确定各个测量区间mj对应的误差拟合函数ej(q)。
11.s4：根据目标量程m中各个流量点qi及其对应的误差拟合函数ej(q)；采用下式计算出各个流量点对应的修正系数，进而得到目标量程m内的一个“流量-修正系数”对照表：
[0012][0013]
上式中，xi表示第i个流量点qi对应的修正系数；ej(qi)表示根据第j个测量区间对应差拟合函数ej(q)计算出的流量点qi对应的误差拟合值。
[0014]
s5：获取流量计当前的表测流量q，然后查询上步骤建立的“流量-修正系数”对照表，并通过下式计算出用于修正表测流量q的动态补偿系数k(q)的值：
[0015][0016]
q[i]＜q≤q[i+1]
[0017]
上式中，q[i]表示与表测流量q最接近的前一个流量点，q[i+1]表示与表测流量q最接近的后一个流量点，x[i]表示流量点q[i]的修正系数；x[i+1]表示流量点q[i+1]的修正系数。
[0018]
作为本发明进一步地改进，步骤s1的详细过程如下：
[0019]
s11：根据当前流量计理论量程l和期望达到的目标量程比，确定执行误差修正的目标量程m。
[0020]
s12：根据误差精度的要求确定测量的流量点的数量n，然后根据该数量对目标量程进行等间隔划分，得到若干个待测的流量点qi。其中，待测的流量点包括目标量程的两个端点值，即m＝[q1，qn]；
[0021]
s13：以需要执行误差修正的流量计为试验流量计，设置试验流量计的补偿系数为默认仪表系数k0。并在同等工况条件下设置一个标准流量计作为对照，构成测试系统。
[0022]
s14：利用测试系统对所有的待测流量点进行计量误差测试，根据测试系统中试验流量计和标准流量计测量结果的差异，确定试验流量计在每个流量点qi上的测量误差ei，进而得到所需的误差数据集。
[0023]
作为本发明进一步地改进，步骤s12中，测试过程设定的流量点的数量n与流量计要求的误差精度之间呈正相关关系；当误差精度要求越高，则设置的流量点的数量越大，二者的映射关系通过专家经验确定。
[0024]
作为本发明进一步地改进，目标量程m为流量计的理论量程l的子集，目标量程m为
流量计能够满足最大允许误差要求的最大实际使用量程；经过优化的目标量程m的最大值为理论量程l。
[0025]
作为本发明进一步地改进，步骤s2中，“流量-误差”曲线e(q)的自变量为误差数据集中的各个流量点qi，因变量为误差数据集中各个流量点qi对应的测量误差ei。在目标量程m划分出的每个测量区间mj中，测量的流量点qi的值和测量误差ei的值之间具有单调性。测量区间的划分过程中，以拐点对应的流量点作为相邻测量区间的区间分割点。其中，除包含目标量程m两端点的测量区间之外，其余测量区间均为半开半闭区间；所有测量区间的并集为目标量程m；任意两个测量区之间的交集为空集。
[0026]
作为本发明进一步的改进，步骤s3中，用于拟合出各个测量区间上的误差拟合函数的目标函数包括高阶多项式函数、对数函数、指数函数中的任意一种或多种的组合函数；目标函数选择最吻合当前测量区间内的分段曲线类型的函数形式。
[0027]
本发明还包括一种流量计的误差补偿方法，其用于在流量计的目标量程内，根据流量计的表测流量生成经过补偿后的修正流量。该误差补偿方法包括如下步骤：
[0028]
s001：采用如前述的仪表系数动态修正方法，在表测流量q和动态补偿系数k(q)间建立映射关系；
[0029]
s002：获取测试流量计在当前计量节点处计量的表测流量q，然后确定当前表测流量q对应的动态补偿系数k(q)；
[0030]
s003：将动态补偿系数k(q)作为当前测量状态下更新的仪表系数，采用下式计算出经过补偿后的流量修正值q'：q'＝(1+k(q))
×
q。并以流量修正值q'作为当前计量节点的实际流量。
[0031]
本发明还包括一种流量计的误差补偿系统，该系统采用如前述的误差补偿方法对流量计的测量结果进行补偿。该误差补偿系统包括：表测流量获取模块、存储模块、仪表系数更新模块，以及实际流量生成模块。
[0032]
其中，表测流量获取模块用于获取流量计在测量过程中计量出的当前测量节点的表测流量q的值。
[0033]
存储模块用于存储两个经过测试试验预先验证的一维数组。该一维数组的建立过程采用如前述的仪表系数动态修正方法；两个一维数组间建立了流量计的各个测试流量点qi与对应的修正系数xi间的映射关系。
[0034]
仪表系数更新模块用于根据表测流量q查询存储模块中的一维数组，确定当前表测流量q对应的前一个流量点q[i]和后一个流量点q[i+1]，以及前后流量点对应的修正系数x[i]和x[i+1]。然后采用计算出当前表测流量q对应的动态补偿系数k(q)。最后将动态补偿系数k(q)作为流量计在当前测量节点下的新的仪表系数。其中，k0表示流量计的初始仪表系数。
[0035]
实际流量生成模块用于获取当前测量节点的表测流量q以及更新后的仪表系数，然后利用误差补偿公式q'＝(1+k(q))
×
q计算出当前测量节点的经过误差补偿的流量修正值q'，并以其作为输出的真实流量值。
[0036]
本发明还包括一种流量计的误差补偿装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。存储器中还存储有如前述的一维数组。处
理器在执行计算机程序时依次完成如前述的表测流量获取模块、仪表系数更新模块和实际流量生成模块的各项工作任务；进而根据获取的流量计的表测流量的值，输出当前流量节点的真实流量值。
[0037]
本发明还包括一种流量计，该流量计包括传感器组件，变送器组件以及误差补偿组件。传感器组件用于计量各个流量节点中流体通过时的感应信号。变送器用于将感应信号转换为流量统计的物理量，即为表测流量q。误差补偿组件采用如前述的流量计的误差补偿装置，误差补偿组件用于根据测量出的表测流量q输出当前流量节点对应的真实流量值。
[0038]
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
[0039]
本发明提供的仪表系数动态修正方法及其流量计，克服了传统流量计统计过程中高量程比和高精度无法兼得的问题。使得任意流量计在其理论上的全量程范围内均能满足精度要求，在全量程范围内，流量计的实际误差均小于最大允许误差。
[0040]
本发明提供的技术方案根据流量计自身的特征对其固有的“流量-误差”曲线进行区间划分，并对不同的测量区间内的误差曲线重新进行数值拟合，同通过这种分段拟合方式得到误差曲线更加平滑，具有更好的仿真效果，可以为后期的误差补偿提供更可靠的数据基础。
[0041]
本发明在流量计的实际应用过程中，根据每次得到表测流量对流量计的仪表系数进行动态更新，然后基于更新后的仪表系数对当前的流量测量结果进行修正。在实际测量过程中，每个流量点的修正系数均根据前后流量点的修正系数计算出来，并非采用预设的常量。因此该仪表系数的更新过程具有较高的准确性和可靠性，且能够有效适应全量程的测量场景。
[0042]
本发明提供的方法在实现全量程的精确测量基础上，将复杂的数据处理任务作为各个仪表在前期测试和优化过程中的任务，降低流量计在实际应用过程中的计算负荷；进而有效降低流量计在数据处理过程中对硬件的要求，改善流量计的制造成本和使用功耗。
附图说明
[0043]
图1为一个典型的流量计的测量误差随流量变化的关系曲线。
[0044]
图2为本发明实施例1提供的一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法的步骤流程图。
[0045]
图3为本发明实施例1的测试试验中，根据测量结果绘制的流量计的“流量-误差”曲线。
[0046]
图4为本发明实施例1的测试试验中，经过数值拟合后的流量区间1的“流量-误差”曲线。
[0047]
图5为本发明实施例1的测试试验中，经过数值拟合后的流量区间2的“流量-误差”曲线。
[0048]
图6为本发明实施例2提供的一种流量计的误差补偿方法的步骤流程图。
[0049]
图7为本发明实施例3提供的一种流量计的误差补偿系统的模块示意图。
具体实施方式
[0050]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0051]
实施例1
[0052]
现有的各类型流量计中，使用的传感器等敏感元件的固有特性决定了流量计的量程范围，图1显示一个典型元件的的测量误差与流量之间的关系曲线。结合图中曲线可以发现，在较大的量程范围内，传感器的误差曲线是呈非线性的。但是且整个量程范围内，存在多个线性区间，在各个线性区间内，误差曲线的变化具有单调性。
[0053]
基于上述特性，现有技术中为了使流量计的误差符合相应的准确度等级要求，通常将流量计的测量范围设定为某一段线性区间，并在此区间内进行线性修正。其中，图1曲线的整个区间可以理解为流量计的理论量程，而实际使用的线性区间则为流量计的实际量程。这样的处理方式会导致流量计的量程比较低，若在实际工况环境下流量超出实际量程的区间，会造成测量结果的误差较大，无法达到较佳的测量效果。
[0054]
为了解决上述问题，本实施例提供一种提高量程比的流量计仪表系数动态修正方法，该方法用于以满足最大允许测量误差和获得最大量程比为优化设计目标，生成流量计的全量程中各个表测流量值对应的动态补偿系数k(q)。进而使得流量计可以在整个理论量程上都产生最佳的测量效果；即提高流量计的量程比。
[0055]
如图2所示，本实施例提供的仪表系数动态修正方法包括如下步骤：
[0056]
s1：在初始仪表系数k0的条件下，对流量计进行误差测试；在目标量程m范围内，获取多个原始测试数据构成误差数据集。误差数据集内的原始测试数据为各个流量点qi及其对应的测量误差ei。其中，i∈n，n表示误差数据集的原始测试数据中包含的流量点的数量。
[0057]
本实施例中，目标量程m为流量计的理论量程l的子集，目标量程m为流量计能够满足最大允许误差要求的最大实际使用量程；经过优化的目标量程m的最大值为理论量程l。
[0058]
其中，步骤s1的详细过程如下：
[0059]
s11：根据当前流量计理论量程l和期望达到的目标量程比，确定执行误差修正的目标量程m。
[0060]
s12：根据误差精度的要求确定测量的流量点的数量n，然后根据该数量对目标量程进行等间隔划分，得到若干个待测的流量点qi。其中，待测的流量点包括目标量程的两个端点值，即m＝[q1，qn]；
[0061]
s13：以需要执行误差修正的流量计为试验流量计，设置试验流量计的补偿系数为默认仪表系数k0。并在同等工况条件下设置一个标准流量计作为对照，构成测试系统。
[0062]
s14：利用测试系统对所有的待测流量点进行计量误差测试，根据测试系统中试验流量计和标准流量计测量结果的差异，确定试验流量计在每个流量点qi上的测量误差
[0063]ei
，进而得到所需的误差数据集。
[0064]
s2：基于上步骤获取的误差数据集绘制目标量程m内的“流量-误差”曲线e(q)。然后根据曲线的拐点将目标量程m划分为若干个连续且具有单调性的测量区间mj。其中，j∈m；m表示目标量程m中划分出的测量区间mj的数量。
[0065]
本实施例中，“流量-误差”曲线e(q)的自变量为误差数据集中的各个流量点qi，因变量为误差数据集中各个流量点qi对应的测量误差ei。在目标量程m划分出的每个测量区间mj中，测量的流量点qi的值和测量误差ei的值之间具有单调性。测量区间的划分过程中，以
拐点对应的流量点作为相邻测量区间的区间分割点。其中，除包含目标量程m两端点的测量区间之外，其余测量区间均为半开半闭区间；所有测量区间的并集为目标量程m；任意两个测量区之间的交集为空集。
[0066]
s3：根据每个测量区间mj内的“流量-误差”曲线的分段曲线的类型，选择最佳的目标函数对分段曲线的函数进行数值拟合，进而确定各个测量区间mj对应的误差拟合函数ej(q)。
[0067]
本实施例中，用于拟合出各个测量区间上的误差拟合函数的目标函数包括高阶多项式函数、对数函数、指数函数中的任意一种或多种的组合函数；目标函数选择最吻合当前测量区间内的分段曲线类型的函数形式。
[0068]
s4：根据目标量程m中各个流量点qi及其对应的误差拟合函数ej(q)；采用下式计算出各个流量点对应的修正系数，进而得到目标量程m内的一个“流量-修正系数”对照表：
[0069][0070]
上式中，xi表示第i个流量点qi对应的修正系数；ej(qi)表示根据第j个测量区间对应差拟合函数ej(q)计算出的流量点qi对应的误差拟合值。
[0071]
s5：获取流量计当前的表测流量q，然后查询上步骤建立的“流量-修正系数”对照表，并通过下式计算出用于修正表测流量q的动态补偿系数k(q)的值：
[0072][0073]
q[i]＜q≤q[i+1]
[0074]
上式中，q[i]表示与表测流量q最接近的前一个流量点，q[i+1]表示与表测流量q最接近的后一个流量点，x[i]表示流量点q[i]的修正系数；x[i+1]表示流量点q[i+1]的修正系数。
[0075]
本实施例中，步骤s12中，测试过程设定的流量点的数量n与流量计要求的误差精度之间呈正相关关系；当误差精度要求越高，则设置的流量点的数量越大，二者的映射关系通过专家经验确定。
[0076]
本实施例提供的流量计仪表系数动态修正方法用于在测量过对自身的仪表系数进行动态更新，进而保证流量计在任意流量点的测量条件下都可以输出最准确的测量结果。该方法的大致流程可以可以总结如下：
[0077]
一、将待优化的流量计与标准流量计在同一工况下进行测试，确定待优化的流量计在各个测试流量点条件下的计量误差值。
[0078]
二、根据上步骤的测量结果绘制“流量-误差”曲线；然后以曲线的拐点为分割点将量程范围划分为多个测量区间，同时将曲线分割为多段。
[0079]
三、采用数值拟合算法对每个测试区间内的曲线进行分别拟合，进入得到各个测试区间内各自独立的新的误差拟合函数。
[0080]
四、基于上步骤确定的各个误差拟合函数，可以通过修正系数的计算公式计算出流量计的各个流量计对应的新的修正系数，进而得到一个“流量-修正系数”的映射函数，根据映射函数可以建立流量点与修正系数之间一一对应对照表。
[0081]
五、针对流量计实际测量得到表测流量值，首先判断实测流量q位于前述对照表中
那两个流量点之间，然后通过下式计算出动态更新的修正系数，即动态补偿系数k(q)，并将更新后的动态补偿系数作为流量计的仪表系数。其中，动态补偿系数的计算公式如下：
[0082][0083]
上式中，q[i]表示与表测流量q最接近的前一个流量点，q[i+1]表示与表测流量q最接近的后一个流量点，x[i]表示流量点q[i]的修正系数；x[i+1]表示流量点q[i+1]的修正系数；k0表示流量计的初始仪表系数。
[0084]
需要特别说明的是：在第(四)部分中，建立的“流量-修正系数”对照表中的数据量可以与“流量-误差”曲线的数据密度相同，即：确定每个原测试流量点对应的修正系数值，进而生成相应的对照表。也可以进一步扩增对照表中的数据密度，通过“流量-修正系数”的映射函数进一步插值运算出原流量点中间的一个或多个流量点对应的修正系数。
[0085]
其中，后者的对照表在作为流量计误差补偿过程的数据基础时，可以进一步提高测量结果的精度等级。相应地，后者使用的对照表的数据更精细，数据量自然更大，流量计采用该数据进行误差补偿时，数据处理量自然也提高了。不过，从整体上说，本实施例的方法与现有技术的方法而言，数据处理的计算量仍然是非常低的。
[0086]
分析上述过程可以发现，在流量计的实际应用过程，(一)-(四)部分的内容都是在针对特定型号的流量计的测试过程中预先完成的。测试结束后，最终获得了反映该流量计的流量与修正系数间映射关系的一个数值对照表。而只有第(五)部分的工作是需要流量计在测量过程中实时计算。
[0087]
本实施例提供的方法中，流量计在实际应用时的修正系数的动态调整过程则是基于数值对照表得到的，具体的修正系数的值为根据流量计测得的当前流量动态计算得到的。这个修正系数仍然是一个函数值，而非预设常量。
[0088]
因此本实施例提供的方法既具有如常规方法近似的，基于实时函数拟合所达到的高精度的优点。又具有降低设备本地端数据计算量的优点，可以显著降低流量计对处理器性能的要求，进而有效降低处理的硬件成本，提高流量计的实时性。
[0089]
在本实施例中，目标量程只是方法中预先设置优化目标中的一个参数，该方法可以根据实际应用的需求将流量计理论量程的部分量程范围作为优化对象，也可以将理论量程的全量程作为优化对象。这部分内容属于本实施例方法的前期内部，优化内容作为流量计的预设设备参数，不影响流量计的实际测量过程。因此本实施例可以有效提高流量计的量程比，最大可以达到流量计硬件上的理论量程的全量程。
[0090]
此外，对于特定的流量计，在目标量程范围内，如果需要进一步达到更精确的误差拟合效果，只需要做到如下几点即可：(1)在测试过程中，将流量点设置的足够细致；得到更多的基础数据。(2)基于流量区间本身的特征对“流量-误差”曲线进行划分，使得曲线划分的临界点更加精准，找到的拐点恰好属于曲线发生单调性变化的真实流量点。(3)在各个测量区间的误差函数拟合过程中找到更精确的目标函数，提高各段上的误差拟合效果。(4)在建立反映“流量-修正系数”间的映射关系的对照表时，通过插值算法进一步获取更多数据，提高对照表中的数据规模；使得修正系数的动态调整过程更加精准。当前以上优化过程仍然属于流量计的前期准备工作的内容，不会增加流量计工作时数据处理任务的难度。
[0091]
为了使得本实施例提供的仪表系数动态修正方法的优点更加明显，处理过程更加
清楚，以下结合具体的处理实例对本实施例的方法进行进一步地说明。
[0092]
1、选择一个待优化的测试用流量计，在流量计中写入默认的仪表系数k0，将流量计在q1、q2、
…
、qn总计n个测试流量点下进行误差测试，各个流量点对应的测量误差分别为e1、e2、
…
、en。测量误差单位为％。
[0093]
具体地，本实施例将流量计的目标量程设为[0.4，10]，即从最低0.4m3/h至最高10m3/h的量程范围内。根据精度要求，将测量点数量设置为11个。在误差测试过程，各个流量点对应的测量误差分别如下表1所示：
[0094]
表1：测试试验中流量计在不同流量点出处的测量误差统计
[0095] 1234567891011qi0.40.50.60.81.01.63.26.48.09.010.0e
i-3.027-1.072-0.642-0.079-0.094-0.215-0.460-0.631-0.675-0.651-0.690
[0096]
2、根据上表中的数据，以流量qi为横坐标，测量误差ei为纵坐标，绘制如图3的“流量-误差”曲线。
[0097]
3、找出图4的“流量-误差”曲线中的含有的各个拐点，然后以拐点为分割点，将曲线分为多个端，此时横坐标的流量范围被分割为多个区间，具体的本实施例的曲线中只有一个拐点，拐点的坐标为(0.8，-0.079)，因此，流量区间被分为两段，分别为流量区间1：[0.4,0.8)和流量区间2：[0.8,1.0]。
[0098]
4、分别采用三次多项式对上述两个分段曲线中的“流量-误差”曲线重新进行数值拟合，拟合后的曲线分别图4和图5所示，其中，流量区间1中拟合出的新的“流量-误差”函数的函数表达式为：e＝41.913q
3-103.37q2+84.129q-22.754。流量区间2中拟合出的新的“流量-误差”函数的函数表达式为：e＝-0.0015q3+0.0362q
2-0.2959q+0.1687。
[0099]
5、按以下公式计算各个测试流量点qi对应的修正系数xi:
[0100][0101]
具体地，本实施例中计算出的各个流量点处的修正系数如下表所示：
[0102]
表2：不同流量点处的修正系数的统计结果
[0103] 1234567891011qi0.40.50.60.81.01.63.26.48.09.010.0x
i-2.959-1.293-0.437-0.148-0.082-0.218-0.457-0.636-0.650-0.656-0.670
[0104]
将上表格中的数据以两个一维数组的方式存入流量计的存储器中，两个一维数组中的数据如下：
[0105]
q[11]＝{0.4,0.5,0.6,0.8,1.0,1.6,3.2,6.4,8.0,9.0,10.0}
[0106]
x[11]＝{-2.959,-1.293,-0.437,-0.148,-0.082,-0.218,-0.457,-0.636,-0.650,-0.670}
[0107]
6、通过流量计测量出当前计量节点的流量值q，然后查询流量点的一维数组，确定当前的实测流量q分别位于哪两个流量点之间。假设q[i]＜q≤q[i+1]，则按以下公式计算修正后的仪表系数k：
[0108]
[0109]
至此，结合上步骤的一维数组，对于目标量程范围内的任意一个实测流量的值，都可以计算出一个相应的仪表系数。补偿后的流量计的误差曲线平滑，呈现近似线性，不存在抖动或突变区间，在较宽的量程比范围内均可保证准确度等级。
[0110]
当然，结合以上描述可以发现，本实施例的流量计产品仅需储存两个一维数组，微处理器仅需要进行简单的加减乘除四则运算。因此，这种方法对流量计的存储器空间以及运算能力要求低，可降低产品成本。其中，为了提高流量计的精度等级，只需要在生成两个一维数组时，对流量点进行更加精细的划分，提高两个一维数组中的数据量即可。及时一维数组的数据量增加了，流量计的处理器在实际应用过程中的算法复杂度也并未发生任何变化。对处理器的算力要求并不高。
[0111]
经过实际测试发现，采用本实施例的方案之后，流量计仅需要使用频率较低(16mhz或8mhz)的16位微控制器芯片，存储器的存储空间甚至可以低于8kb。在如此低的硬件条件下，已经可以达到与常规非线性修正方法相同的技术效果。进而在提高流量计的量程比的同时，保证了流量计的准确度等级。作为对比的常规非线性方法在实现相同的精度等级和量程范围时，使用的微控制器的主频至少需要高于100mhz，同时常规方法的产生的计量结果的实时性明显低于本实施例的方法。
[0112]
实施例2
[0113]
在实施例1的基础上，本实施例还提供一种流量计的误差补偿方法，其用于在流量计的目标量程内，根据流量计的表测流量生成经过补偿后的修正流量。如图6所示，该误差补偿方法包括如下步骤：
[0114]
s001：采用如实施例1的的仪表系数动态修正方法，在表测流量q和动态补偿系数k(q)间建立映射关系；
[0115]
s002：获取测试流量计在当前计量节点处计量的表测流量q，然后确定当前表测流量q对应的动态补偿系数k(q)。
[0116][0117]
上式中，q[i]表示与表测流量q最接近的前一个流量点，q[i+1]表示与表测流量q最接近的后一个流量点，x[i]表示流量点q[i]的修正系数；x[i+1]表示流量点q[i+1]的修正系数。k0表示流量计的初始仪表系数。
[0118]
s003：将动态补偿系数k(q)作为当前测量状态下更新的仪表系数，采用下式计算出经过补偿后的流量修正值q'：q'＝(1+k(q))
×
q。并以流量修正值q'作为当前计量节点的实际流量。
[0119]
实施例1中的方法用于在不同实测流量条件下，生成流量计的动态补偿系数，该动态补充系数可以作为流量计在当前测量状态下的仪表系数。
[0120]
而实施例2的方法是在实施例1的基础上，提供一种对流量计的测量误差进行补偿的方法。考虑到实施例1的方法可以动态更新流量计的仪表系数，依次本实施例的方法在每次获得了实测流量之后，利用动态更新的仪表系数对计量结果进行动态补偿，就可以得到误差补偿之后的真实流量。
[0121]
实施例3
[0122]
在实施例2的基础上，本实施例进一步提供一种流量计的误差补偿系统。该系统采
用如前述的误差补偿方法对流量计的测量结果进行补偿。
[0123]
该补偿系统可以应用在任意的流量计上，根据对流量计的实际测试获取流量计的各项参数。然后将该系统安装在流量计上，用于在实际应用过程中对流量计每次获取的实测结果进行误差补偿，进而生成准确的真实流量统计结果。
[0124]
如图7所示，该误差补偿系统包括：表测流量获取模块、存储模块、仪表系数更新模块，以及实际流量生成模块。
[0125]
其中，表测流量获取模块用于获取流量计在测量过程中计量出的当前测量节点的表测流量q的值。
[0126]
存储模块用于存储两个经过测试试验预先验证的一维数组。该一维数组的建立过程采用如前述的仪表系数动态修正方法；两个一维数组间建立了流量计的各个测试流量点qi与对应的修正系数xi间的映射关系。
[0127]
仪表系数更新模块用于根据表测流量q查询存储模块中的一维数组，确定当前表测流量q对应的前一个流量点q[i]和后一个流量点q[i+1]，以及前后流量点对应的修正系数x[i]和x[i+1]。然后采用计算出当前表测流量q对应的动态补偿系数k(q)。最后将动态补偿系数k(q)作为流量计在当前测量节点下的新的仪表系数。其中，k0表示流量计的初始仪表系数。
[0128]
实际流量生成模块用于获取当前测量节点的表测流量q以及更新后的仪表系数，然后利用误差补偿公式q'＝(1+k(q))
×
q计算出当前测量节点的经过误差补偿的流量修正值q'，并以其作为输出的真实流量值。
[0129]
需要特别说明的是：本实施例提供的一种流量计的误差补偿系统，是一种应用于流量计上的独立的计量系统。其用法就是获得常规流量计的计量结果后，对表测计量结果进行误差补偿，然后得到真实的计量结果。该系统可以安装在各个计量节点出的流量计本地，也可以安装在获取各个流量计表测结果的远端。同时对于多个规格参数完全相同的流量计，还可以通过同一套误差补偿系统进行误差补偿。对于不同规格参数的流量计，只要相关的参数和数据已经经过测试并存储，也可以通过同一套误差补偿装置进行误差补偿。
[0130]
实施例4
[0131]
不同于实施例3，本实施例提供一种流量计的误差补偿装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。存储器中还存储有如前述的一维数组。处理器在执行计算机程序时依次完成如前述的表测流量获取模块、仪表系数更新模块和实际流量生成模块的各项工作任务；进而根据获取的流量计的表测流量的值，输出当前流量节点的真实流量值。
[0132]
本实施例提供的流量计的误差补偿装置与实施例3的区别在于，本实施例的误差补偿装置是以芯片形式集成在常规流量计上的，因此该误差补偿装置可以认为是流量计的一部分。该误差补偿装置可以流量计出厂时完成配置并使用，也可以安装现有流量计上用于对流量计进行功能升级。
[0133]
实施例5
[0134]
本实施例提供一种流量计，该流量计包括传感器组件，变送器组件以及误差补偿组件。传感器组件用于计量各个流量节点中流体通过时的感应信号。变送器用于将感应信
号转换为流量统计的物理量，即为表测流量q。误差补偿组件采用如前述的流量计的误差补偿装置，误差补偿组件用于根据测量出的表测流量q输出当前流量节点对应的真实流量值。
[0135]
在本实施例中，将前述实施例中的误差补偿功能集成流量计中，在流量计生产组装时，就已经完成测试，并将根据测试结果建立的反映流量和修正系数间映射关系的二维数组写入到流量计，流量计的变送器在进行流量计算后，将表测结果发送给误差补偿组件，误差补偿组件先根据表测结果更新仪表系数，然后利用更新后的仪表系数计算出经过误差补偿的真实流量统计结果。
[0136]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。