傳統(tǒng)的脈沖型流量傳感器儀表系數(shù)的檢定一般由容積式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成，如圖1所示。其儀表系數(shù)定義為單位體積的流體量通過流量傳感器時(shí)傳感器所發(fā)出的脈沖數(shù)，單位通常為1L（脈沖數(shù)每升）或1m³（脈沖數(shù)每立方米）。根據(jù)文獻(xiàn)[1>的規(guī)定，為了保證流量計(jì)儀表系數(shù)的有效性，一般應(yīng)保證一次檢定中流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)的相對(duì)誤差絕對(duì)值不大于被檢流量計(jì)重復(fù)性的13。由于一般計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)誤差為±1個(gè)脈沖，所以在檢定時(shí)間間隔（圖1中兩控制脈沖間的時(shí)間t）內(nèi)，計(jì)數(shù)器應(yīng)收集足夠多的脈沖數(shù)N才能達(dá)到要求的檢定精度。

圖1 儀表系數(shù)標(biāo)定圖

對(duì)于一些大口徑流量傳感器，由于其儀表系數(shù)一般較?。ㄈ?00的渦輪流量計(jì)，其儀表系數(shù)僅為1.5/L； 口徑的渦街流量計(jì)，其儀表系數(shù)更低，僅為約0.2/L）。對(duì)于這樣的流量計(jì)，要收集足夠多的脈沖數(shù)，一要花很長(zhǎng)的檢定時(shí)間，二要有較大的檢定設(shè)備（較大的標(biāo)準(zhǔn)容器）。由于種種限制，總使計(jì)數(shù)脈沖達(dá)不到要求。雙時(shí)間法計(jì)數(shù)技術(shù)是目前國(guó)際上較為通用的脈沖插值技術(shù)，可以在較短的檢定時(shí)間內(nèi)，用較小體積的檢定設(shè)備，在計(jì)數(shù)總脈沖數(shù)較小時(shí)仍能保證足夠的技術(shù)精度的一種脈沖插值技術(shù)，較早應(yīng)用于微型體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

我們研制的“脈沖型流量傳感器檢定儀”是用傳統(tǒng)的計(jì)數(shù)器加上雙時(shí)間法測(cè)量控制技術(shù)組成的雙時(shí)間法檢定儀。試驗(yàn)表明，該檢定儀使用方便可靠，可以縮短檢定時(shí)間，用較小的標(biāo)準(zhǔn)容器檢定較大口徑的流量傳感器，并且比常規(guī)檢定方法具有更高的技術(shù)精度。

1、雙時(shí)間法計(jì)數(shù)器原理

脈沖內(nèi)插技術(shù)是活塞校驗(yàn)裝置增加流量計(jì)的輸出信號(hào)分辨率，從而減小校驗(yàn)裝置體積的一個(gè)有效途徑。通常，校驗(yàn)流量計(jì)時(shí)為了得到足夠的脈沖數(shù)，可以采取兩個(gè)途徑，一是提高流量計(jì)的輸出信號(hào)分辨率，使有限的校驗(yàn)時(shí)間內(nèi)得到盡可能多的脈沖數(shù)；二是增加校驗(yàn)裝置的計(jì)量有效容積。一般，單位體積流體通過流量計(jì)所輸出的脈沖數(shù)是有限的（如上述的渦輪流量計(jì)和渦街流量計(jì)），校驗(yàn)裝置的計(jì)量有效容積也不可能做得很大。脈沖內(nèi)插技術(shù)很好地解決了這個(gè)問題，它有雙時(shí)間法、四時(shí)間法和鎖相環(huán)回路法等幾種方法可供使用。使活塞校驗(yàn)裝置用一個(gè)“小容積”（裝置有效容積）采集500個(gè)脈沖就能達(dá)到大容積校驗(yàn)裝置采集10000個(gè)脈沖相同的精確度。

雙時(shí)間法的原理如圖2a所示。在流量脈沖信號(hào)周期穩(wěn)定的條件下，脈沖內(nèi)插數(shù)為

（1）

式中：N為計(jì)數(shù)器記錄下的流量傳感器信號(hào)脈沖數(shù)；N1為經(jīng)雙時(shí)間法或四時(shí)間法內(nèi)插后的脈沖數(shù)；Δt₁為從檢測(cè)開始信號(hào)到檢測(cè)停止信號(hào)的時(shí)間間隔；Δt₁為從檢測(cè)開始信號(hào)后第一個(gè)脈沖上升沿到檢測(cè)停止信號(hào)后第一個(gè)脈沖上升沿之間整脈沖周期時(shí)間間隔。

在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置穩(wěn)定性符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程規(guī)定的情況下，流量脈沖信號(hào)周期可以認(rèn)為是穩(wěn)定的，所以用式（1）得到的脈沖內(nèi)插數(shù)應(yīng)該是有效的。

除了雙時(shí)間法外，還可以用四時(shí)間法來確定脈沖內(nèi)插數(shù)。四時(shí)間法測(cè)量4個(gè)時(shí)間t₁～t₄，如圖2b所示，其脈沖插數(shù)為

N1=N＋ （2）

本文以雙時(shí)間法為例設(shè)計(jì)脈沖型流量傳感器檢定儀。

圖2 雙時(shí)間法