設計流量積算儀時需注意的幾個問題

摘要：設計流量積算儀時需注意的幾個問題資訊由優秀的流量計、流量儀生產報價廠家為您提供。流量積算儀（或顯示）儀是一種多參量綜合計算的儀表，zui終結果的準確度是備環節的綜合誤萋本文就多次浮點運算、溫度、壓力測量回路、采樣周期的選取等方面分析產生誤差的原。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢，下面是設計流量積算儀時需注意的幾個問題文章詳情。

流量積算儀（或顯示）儀是一種多參量綜合計算的儀表，zui終結果的準確度是備環節的綜合誤萋本文就多次浮點運算、溫度、壓力測量回路、采樣周期的選取等方面分析產生誤差的原因，以便在設計時引起注意。

1引言

流量積算（或顯示）儀是將輸入的流量信號（電流、電壓、脈沖等）通過計算機電路采集、轉換、運算后，以數字形式，按設定的單位顯示。流量積算（或顯示）儀是多參量綜合計算的儀表，zui終結果的準確度是各環節誤差的合成，是一個綜合的誤差，本文僅就該儀表容易產生誤差的的幾個問題進行分析，以便在設計時引起注意。

2容易產生誤差的的幾個問題

2．1浮點運算在多次（加法）運算后產生誤差

流量積算儀的累計流量（或稱作累計使用量），是一種重要的計算數據結果，它被用來作為雙方貿易結算的依據，數據準確度直接影響雙方利益。累計流量的獲得是由N個單位時間流量累加所得的。在實際應用中，會出現累加流量（有效）值比較大而單位時間流量值相對比較小，因此在進行浮點加法時（大部分的數據中處理都采取此方式），如果浮點數有效位不夠長，在進行多次的一個大數與一個小數相加后，會產生較大誤差。此時由于浮點數運算加法對階過程的問題就顯現出來。

浮點數作加法運算時，有一個對階過程（對齊小數點）。由于浮點數的有效長度（位數）所限，每次作加法運算時，求和過程中尾數的取舍會產生誤差。

尤其當兩個數相加時一個數比較大、另一個比較小時會產生求和計算誤差。當多次運算后，誤差會比較大。在某些場合會帶來準確度的損失。

一般浮點數A由底數a與指數e兩部分組成。底數組成數字的有效位數，指數組成該數的浮點數的大小。

浮點運算的加減法中必須對階，即小數點的對位．在實際使用中，底數是有限長度，不可能無限長，例如取底數為8位。當一個大數和一個小數相加時，對階求和后會產生掉數現象。嚴重時，較小的數會全部丟失。

智能流量積算儀的累積值是進行相當多次的累加求和結果，隨著累積值的逐漸增大，其累加和的結果誤差可能會逐漸增大。如每秒一次運算一個月后就會產生3600×24×30次的計算誤差。如果每次求和有0．O005kg被舍掉。則一個月后會有：

0．0005×3600×24×30=1296kg

會產生有效位數4位的誤差。這樣大的誤差在使用中是不能接受的。

為減小該誤差，就必須增加浮點數的有效字長，但受硬件的限制字長不能無限增加。

到底增加多長才能滿足要求?

一般如果已知累加誤差W和累積次數N，就可求出單次誤差δ。

根據上式δ必須不大于0．0000077（δ≤0．0000077），累加誤差w就能滿足設計要求。如取δ=0．0000001，即有8位小數，再加上整數位8位，共16位。也就是說，為保證在進行1296000次加法后，累加誤差不會超過10，浮點數必須采用16位有效數字作為底數。

還可以采用分段運算的方法，即設立幾個緩沖區，分幾段累加運算。以保證累加值誤差在設計誤差之內。

2．2溫度、壓力測量回路的誤差分析

在流量積算儀中溫度、壓力是影響測量結果的重要參量。溫度、壓力值為模擬信號，輸入量一般為標準信號：0mA10mA、4mA一20mA，溫度的輸入量有時也為電阻值。而儀表內部的運算量為標準5號。

在信號的輸入回路應對信號技術指標進行有效的控制，將電流／電壓轉換、電阻／電壓轉換以及模擬量／數字量的轉換過程誤差控制在技術指標規定的范圍內。

以下先就電阻／電壓轉換來分析轉換過程的技術指標控制。

假如A／D轉換采用10位A／D器，其zui小分辨率為1／1024，小于zui小分辨率的值，計算機將無法測到。我們以zui小分辨率的值作為zui大偏移量參考值來求解各分量的zui大偏差。

例如某電阻輸入回路如圖（1）所示：

下面僅就橋路電源電壓溫漂產生的誤差對橋路輸出的影響進行分析。

由以上分析可知當采用10位A/D時，輸入回路的電壓產生漂移須控制在146μV/℃以內就可滿足設計誤差要求。此電壓可采用兩級或多級穩壓電路產生。

再就電流輸入回路中輸入電阻偏差引起誤差分析如下。

例如某電路圖如圖2：

由此可知采用10位A／D時，I／V取樣電阻值的zui大誤差應不大于0．1％。

2.3采樣周期的選取引起的誤差

流量積算儀現大都采用計算機作為數據處理器，因計算機對數據的采樣和處理過程相對連續信號來講為離散型的，如圖（3）所示：

圖4所取采樣周期較短，因此頻率特性的高頻部分互不發生干涉。圖5表示周期取得較大，所以高頻部分互相發生干涉。這說明采樣周期過大采樣值就不能忠實地表示原來的信號。

由以上的圖例可以得出這樣的結論，用離散的采樣周期（T。）對連續變化信號（周期為T）進行采樣時，必須滿足下列條件：

即采樣定理。如不滿足上式，則不能真實地反映被采集連續變化信號的全部信息，使被測量偏離真值。

3結論

流量積算儀在各種過程控制系統中已日益成為廣泛使用的計量儀表，它的質量和準確度受到制造和使用雙方的特別關切。文中對容易引起誤差的幾個問題進行分析，希望制造部門在設計時能引起重視。并通過不斷地交流和研究使流量積算儀的質量不斷提高。

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