根据电磁流量计的工作原理可知,电磁流量计的励磁磁场是由线圈中的恒定励磁电流产生的.理想情况下励磁电流是恒定的,但在实际中由于励磁线圈存在电感和电阻,在电流换向时会产生微分干扰.为了排除微分干扰对流量信号的影响,在电流进入稳态后再进行采样,这样微分干扰就不会进入采样信号,对流量不会造成影响.图2.13为励磁电流与采样时刻电极电压对应关系图.
在电磁流量计中,励磁模块的功耗占据着整个流量计功耗的绝大部分的,而励磁模块的功耗主要是由励磁电流和励磁时间决定的.因此,降低励磁模块的功耗可以从励磁电流和励磁时间两部分进行考虑.在励磁电流方面由于受到传感器测量精度的制约,励磁电流不可能减到很小,而励磁时间可以经过合理的设置达到降低功耗的目的.
本文通过研究提出低功耗算法,此算法是将励磁时间分为励磁状态和休眠状态两个状态分别进行处理,在励磁状态进行正反两次采样并求取两次采样电压值之差作为计算流量的参数,由于励磁时间比较短,在这段时间内可以认为流量是恒定不变的；在休眠阶段采用Hermite插值算法计算在这一阶段流过测量管道的流量值,计算时在a、b两点之间进行Hermite插值,这保证了测量精度.同时设置动态可调的休眠时间,休眠时间越长,系统消耗的平均电流越小,通过合理配置休眠时间可以达到降低系统功耗的目的.图2.14为低功耗算法示意图.
在计算时,假设t时刻的采样值为f(t),在一个采样周期中要进行两次采样,可设正向励磁时采样值为f2i,反相励磁时采样值为f2i+1,则两次采样值之差为Si=f2i- f2i+1,在采样阶段根据式（1-4）可计算出在这段时间内流过测量管道的流量值.在休眠阶段根据Hermite插值公式计算此时间段内流过的流量,我们认为ta时刻的值为Si,tb时刻的值为Si+1,则ta与tb两点的导数值为：
则插值函数为：
本文在计算插值时,在ta与tb之间均匀的选取5个点作为流量的计算值,这样既保证了电磁流量计计算精度,又避免了选取多个插值点时计算量大的问题. |
