流量是工业生产过程检测控制中的一个重要参数，目前，用于流量测量的流量计型式多种多样，而脉冲信号输出的涡轮流量计的应用越来越广泛，本文就脉冲信号流量计检定/校准中，其仪表系数K的两种实现方法进行分析。
一、脉冲信号流量计仪表系数K的定义
流量计输出为脉冲信号时，该脉冲信号的频率f与流过管道的体积流量qv成正比，其比例系数即为流量计的仪表系数K，即
在同一时间内，流量计发出的脉冲数N与流过管道的流体体积V成正比，其比例系数也为流量计的仪表系数K，即
在流量计的检定中，通常用涡轮流量计仪表系数K的误差来评价流量计的准确度等级。我所研制了主动式体积管油流量标准装置，用来完成各式流量计的检定/校准工作。该装置的测量原理图如图1所示。
电机驱动油缸内活塞产生需要的平稳流量，流经被检流量计后回到油箱，流过被检流量计的流体体积qv用活塞横截面积A乘以活塞移动距离l，l用光栅来测量。被检流量计的脉冲信号通过数据采集卡采集。
二、脉冲信号流量计仪表系数K的测定原理
相同时间t内，根据式（2）可得
式中：l—单位时间t内，流体流过的距离；l1—光栅每个输出脉冲对应的距离；A—流体截面积；N2—光栅输出脉冲数；N1—流量计输出脉冲数。因为l1、A是固定值，记 ，则
K系数的测定转化为同一时间内流量计脉冲数和光栅脉冲数的测定。
另外，根据式（1）可得
式中：f1—流量计的输出频率；f2—光栅脉冲频率。
因此，K系数的测定又转化为流量计输出频率f1和光栅脉冲频率f2的测量。
1.软件实现测量
根据式(4)，如图2所示，定时脉冲上升沿触发流量计脉冲和光栅脉冲开始计数，下降沿触发二者停止计数。该方法实现的系统环境为：带ISA插槽工控机，Windows98系统，Visual C++编程语言，中科院数据采集卡。实现K系数测量时，根据流量计准确度给出预计流量计脉冲数，工控机发出开始测量信号， 同时读取流量计脉冲计数器和光
栅脉冲计数器的读数，并且定时器清零，然后实时查询流量计脉冲计数器读数，待该计数器值大于或等于预计流量计脉冲数时，停止计数，同时记录光栅脉冲计数器值和定时器值。由实验得到，软件查询执行引起的误差可以忽略不计。由于这种方法是在同一时间内，直接测量流量计和光栅脉冲数，每次测量有一个脉冲的误差，所以，测量准确度和所计脉冲个数有关，如果计1000个脉冲，测量的相对误差为0.1%，记的脉冲个数越多，测量的准确度越高，相对应的测量时间就越长。显然，这种方法不能保证记录t时间内流量计脉冲和光栅脉冲的整数个脉冲。
以0.2级脉冲流量计为例，测量结果如表1所示（预计流量计脉冲数5000）。
2.硬件实现双频计时
根据式(5)，流量计频率和光栅频率的测量不要求完全同步，即以牺牲同步获得频率测量的准确性。相对于流量计脉冲和光栅脉冲来说，计时脉冲是一个10MHz高频脉冲，保证测时准确度，用来分别测时T1和T2，测量误差为10-7。计时脉冲1在启/停脉冲上升沿后，涡轮流量计脉冲的第一个上升沿触发，计时器脉冲2在启/停脉冲上升沿后，光栅脉冲的第一个上升沿触发，计时脉冲1在启/停脉冲下降沿后，流量计的第一个上升沿停止计时T1，计时脉冲2在启/停脉冲下降沿后，光栅脉冲的第一个上升沿停止计时T2。这样保证分别在T1、T2时间内，记录的流量计脉冲和光栅脉冲是完整个数，如图3所示。
这种方法的优点是，当流量计输出频率很小时，可以在大于流量计脉冲周期的时间内，精确测量流量计脉冲频率和光栅脉冲频率。
自动实现双计时法时，操作者通过计算机设置流量计脉冲数，通过流量计脉冲计数器溢出信号来停止测量。原理如图4所示。
具体实现过程如下：
（1）设定预计流量计脉冲数N，则N1=N，流量计脉冲计数器设置减计数，光栅脉冲计数器设置增计数，初始值为1。
（2）计算机发出启动控制信号，高电平。
（3）流量计脉冲、光栅脉冲的第一个上升沿，计时脉冲1、计时脉冲2分别开始计时。
（4）当N1=0时，涡轮流量计脉冲计数器溢出标志输出信号，测量停止，计时脉冲1停止测量。
（5）光栅脉冲计数器在溢出标志输出之后的下一个上升沿停止计数测量，同时计时器2停止计时。由于多个计数器计数， 双频计时实现K系数测量时，预计流量计脉冲数不少于3个。以0.2级脉冲流量计为例，测量结果如表2所示（预计流量计脉冲数50）。
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