配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法

2023-04-24 16:15:16

配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法
【專利摘要】本發明提出配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法，所述數據採集方法通過設置雙門限電流值，進而採用二次判斷的方式獲取數據採集字；所述編碼測試方法也通過設置雙門限電流值，多次判斷的方式驗證數據採集字與字輪讀數的對應關係，進而為被測字輪套件提供最佳的上、下門限電流值。所述數據採集處理方法通過雙門限電流值更清楚的劃分編碼區域，減少區間模糊誤差，令字輪讀數更精確，並有效避免出現進位誤讀數問題；所述編碼測試方法採用接近實際工況的步進電機，並且通過修正上、下門限電流變量減小被測字輪套件的區間模糊誤差，為字輪套件提供區間模糊誤差儘量小的上、下門限電流值，為計量裝置精確讀數和防止進位誤讀提供保障。
【專利說明】配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及計量裝置的數據採集編碼方法，以及編碼測試方法，特別是涉及基於光電式字輪原理的計量裝置的數據採集編碼，以及編碼測試方法。
【背景技術】
[0002]現有技術採用光電式字輪的計量裝置，例如水錶、電錶、煤氣表，採用分別代表一個數位的字輪構成的字輪套件顯示計量數據，同時採用光電原理實時採集字輪旋轉位置信息，將位置信息轉換為字輪應當顯示的讀數，以實現遠程傳輸計量數據。如圖3所示，現有技術一種配置光電式字輪的計量裝置，包括讀數顯示面板101。從讀數顯示面板101可以確定該計量裝置包括4套分別用於顯示個、十、百、千數位的字輪套件。從字輪所基於的光電信號採集原理角度，所述字輪套件可以分為透光式字輪套件和反光式字輪套件。現有技術字輪套件包括扁圓柱狀的字輪本體110，若干個光電收發組件120。在字輪本體110的圓柱表面上印刻有字碼111。所述光電收發組件120包括用於射出光線的光發射管121，以及用於接收該光發射管121射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管122。如圖4和圖5所示，現有技術透光式字輪套件，所述字輪本體110上設置有至少一個透光窗131。一組光電收發組件120的光發射管121和光接收管122分別設置在字輪本體110的軸向兩側，從而藉助分段設置透光窗131實現透過光線和遮蔽光線的功能。光發射管121發出的光線透過透光窗被光接收管122接收代表一個電信號採集狀態；光發射管121發出的光線被透光窗之間的柱體遮蔽而令光線不能被光接收管122接收代表另一個電信號採集狀態，從而用一組光電收發組件120代表一位二進位碼。在字輪本體110的旋轉過程中，通過設計透光窗131的大小及位置，令字輪的旋轉位置與光電收發組件120各自形成的編碼有一個對應關係，字輪的旋轉位置就決定了字輪顯示的讀數，從而可以通過光電收發組件120採集的編碼信息確定字輪顯示的讀數。在圖4和圖5中，在字輪本體110上設置了 W1、W2和W3三個透光窗131，每套字輪套件設置4組光電收發組件120，即光發射管Tl/光接收管R1、光發射管T2/光接收管R2、光發射管T3/光接收管R3和光發射管T4/光接收管R4，從而可以通過各光電收發組件120採集的一組四位二進位編碼確定字輪讀數。與透光式字輪套件相類似的原理，如圖6和圖7所示，現有技術反光式字輪套件在字輪本體110的圓柱表面上，位於字碼111 一側設置能夠反射光線的反光帶141，以及不能反射光線、用陰影標記的非反光帶142。所述光電收發組件120圍繞字輪本體110的柱面設置，從而通過分段設置的反光帶141，實現對字輪本體110旋轉位置的採集編碼。在圖6和圖7中，每套反光式字輪套件包括三組光電收發組件120，即光發射管T4/光接收管R4、光發射管T5/光接收管R5和光發射管T6/光接收管R6。
[0003]現有技術對透光窗131和反光帶141存在多種設計方案，以解決準確編碼、防止進位錯誤讀數等問題，但是現有技術配置光電式字輪的液體流量計量裝置存在以下缺陷和不足之處:
1.現有技術數據採集處理方法影響準確讀數；現有技術大多通過設計透光窗和反光帶以配合多種編碼格式，從編碼角度解決讀數誤差和進位誤讀問題，但是現有技術所採用的數據採集處理方法也影響讀數誤差問題；一般地，光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流；但是，從亮電流到暗電流，或者反之，並不是瞬間完成，而是需要經歷一個接收電流值的變化過程；現有技術數據採集處理方法是選取在亮電流Imax與暗電流Imin之間的閾值判斷編碼，即大於閾值判斷為一種編碼，小於閾值判斷為另一編碼，這樣會因為不能區分接收電流值處於接近閾值區間、還是處於遠離閾值區間而造成區間模糊誤差產生，該區間模糊誤差在進位時影響更為明顯，特別是多個字輪處於進位狀態時，例如從1999進位至2000時，該區間模糊誤差的影響更為明顯；該區間模糊誤差通過設計透光窗和反光帶是無法避免的；
2.現有技術對編碼數據的檢測方法影響準確讀數；現有技術大多通過步進電機驅動字輪套件以模擬字輪運行狀態，從而測試編碼數據與讀數的對應關係；現有技術測試時所使用的步進電機的每轉步進步數與編碼設計有關，一般對於5位編碼字輪套件採用每轉步進60步的步進電機；但是字輪套件在實際使用時處於連續轉動狀態，因此採用每轉步進步數越高的步進電機才能越接近實際運行狀態，而此時更凸顯了上述區間模糊誤差的影響；現有技術的編碼測試方法在較低的每轉步進步數的測試工況下，並不能準確地檢測出區間模糊誤差，以及區間模糊誤差帶來的影響，從而不能測試或者修正區間模糊誤差；這就是現有技術經過編碼測試為合格的字輪套件在實際使用中還是會出現進位誤讀數問題的原因之一 O

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題在於避免現有技術的不足之處而提出一種有效避免區間模糊誤差的用於計量裝置的數據採集處理方法，以及一種能夠修正區間模糊誤差的用於計量裝置的編碼測試方法。
[0005]本發明解決所述技術問題可以通過採用以下技術方案來實現:
提出一種配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件。所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件。所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶。所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管。從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流。所述方法包括如下步驟:
A.設置不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限電流值Ih和下門限電流值込，且所述上門限電流值Ih大於下門限電流值込;
B.在字輪旋轉過程中，在每個數據採集周期中完成如下步驟C至J，
C.採集MXN個光接收管各自的接收電流值；
D.將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限電流值Ih和下門限電流值k比較；
E.步驟D中，如果接收電流值不小於上門限電流值IH，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
F.步驟D中，如果接收電流值不大於下門限電流值Iy將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
G.步驟D中，如果接收電流值小於上門限電流值Ih且大於下門限電流值Iy將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第三碼；
H.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，執行步驟J;否則執行步驟I ;
1.按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的數據採集字，將數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的讀數，數據採集周期結束；
J.返回編碼失敗的結果，數據採集周期結束。
[0006]為了更進一步的減少區間模糊誤差帶來的影響，所述步驟H包括如下步驟，
Hl.如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟I ;
H2.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ;
H3.設置模糊區分界電流值Im = (Ih+Il) /2 ；
H4.如果存在不小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍設定為第二上門限電流值ΙΗ2，0 <χ<1；
如果不存在大於模糊區分界電流值Im的接收電流值，將步驟A設置的上門限電流值Ih作為第二上門限電流值Ih2 ；
H5.如果存在小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，找出其中最小的接收電流值，以該最小的接收電流值的I倍設定為第二下門限電流值U，y > I ；
如果不存在小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，將步驟A設置的下門限電流值込作為第二下門限電流值
H6.如果第二上門限電流值Ih2不大於第二下門限電流值U，執行步驟J ；
H7.如果第二上門限電流值Ih2大於U，將接收電流值分別與所述第二上門限電流值Ih2和第二下門限電流值L比較；執行分步驟HS至HlO ；
HS.步驟H7中，如果接收電流值不小於第二上門限電流值Ih2，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
H9.步驟H7中，如果接收電流值不大於第二下門限電流值U，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
H10.在步驟H7中，如果接收電流值小於第二上門限電流值Ih2且大於第二下門限電流值U，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變；
Hll.如果被賦值為第三碼的數據採集碼仍然不少於兩個，執行步驟J ;否則執行步驟
1
[0007]具體而言，所述第一碼是1，第二碼是0，第三碼是X ;或者所述第一碼是0，第二碼是I，第二石馬是Xo
[0008]另外，所述X = 0.75 ;y=l.2。
[0009]本發明解決所述技術問題還可以通過採用以下技術方案來實現:
提出一種用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件。所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件。所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶。所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管。從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流。所述方法包括如下步驟:
A.在測試設備中用每轉步進V步的步進電機驅動所述M套字輪套件；測試設備電連接所述MXN個光接收管，以採集各光接收管的接收電流值；並且在測試設備中存儲一數據採集字對應字輪讀數表；設置上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4 ;
初始化編碼測試錯誤計數參數P = O ;將不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限測試電流值ItH和下門限測試電流值分別賦值給上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4，即itH=ItH，itL = ΙΛ，且所述上門限測試電流值ItH大於下門限測試電流值ItL ;
B.步進電機驅動M套字輪套件旋轉一步；
C.採集MXN個光接收管各自的接收電流值；
D.將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量4的當前值比較；
E.步驟D中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
F.步驟D中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
G.步驟D中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
Hl.如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟Il至14 ;
H2.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ;
H3.賦值模糊區分界電流變量itM = (itH+itL)/2, itH是上門限測試電流變量itH的當前值，itL是下門限測試電流變量4的當前值；
H4.如果存在不小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍賦值給上門限測試電流變量itH，0 <χ<1；
如果不存在不小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，執行步驟H5 ；
H5.如果存在小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，找出其中最小的接收電流值，以該最小的接收電流值的I倍賦值給下門限測試電流變量ia，y > I ；
如果不存在小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，執行步驟H6 ；
H6.如果上門限測試電流變量itH的當前值不大於下門限測試電流變量的當前值，執行步驟J ;
H7.如果上門限測試電流變量itH的當前值大於下門限測試電流變量的當前值，將接收電流值分別與上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量的當前值比較；執行分步驟H8至HlO ； HS.步驟H7中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
H9.步驟H7中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
Hl0.在步驟H7中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變；
Hll.返回步驟Hl;
11.按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的測試數據採集字，將該測試數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的測試讀數；
12.將步驟Il獲取的測試數據採集字和測試讀數與步驟A所述數據採集字對應字輪讀數表比對是否一致；
13.步驟12中，如果比對一致，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl；
14.步驟12中，如果比對不一致，編碼測試錯誤計數參數P= P + I，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl ；
J.輸出測試解碼失敗的結果，測試結束；
Kl.判斷步進電機是否已經運行IOm轉；
如果步進電機已經運行IOm轉，執行步驟K2至K3 ;
如果步進電機沒有運行IOm轉，返回步驟B ;
K2.如果p=0，將上門限測試電流變量itH的當前值設置為液體流量計量裝置中M套字輪套件的光電上門限電流值IH，同時將下門限測試電流變量4的當前值設置為所述液體流量計量裝置中M套字輪套件的下門限電流值k ;測試結束；
K3.如果P幸0，輸出存在編碼錯誤信息，測試結束。
[0010]具體而言，所述第一碼是1，第二碼是0，第三碼是X ;或者所述第一碼是0，第二碼是1，第三碼是X。另外，所述X = 0.75 ;y=1.2。再者，所述VS 60。
[0011]同現有技術相比較，本發明「配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法」的技術效果在於:
1.本發明所述數據採集處理方法通過雙門限電流值更清楚的劃分編碼區域，盡最大可能摒除處在雙門限電流值之間的接收電流值，以減少區間模糊誤差，從而令字輪讀數更精確，並有效避免出現進位誤讀數問題；
2.本發明所述數據採集處理方法通過縮小門限之間區間二次解碼的方式進一步提高解碼精確度，並進一步減少區間模糊誤差；
3.本發明所述編碼測試方法採用接近實際工況的步進電機，並且通過修正上、下門限電流變量減小被測字輪套件的區間模糊誤差，為字輪套件提供更加符合實際工況的、且區間模糊誤差儘量小的上、下門限電流值，為計量裝置精確讀數和防止進位誤讀提供保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明「配置光電式字輪的計量裝置的數據採集和編碼測試方法」中，數據採集處理方法優選實施例的流程示意圖； 圖2是圖1所示步驟7的更具體實現方法流程示意圖；
圖3是現有技術計量裝置的讀數顯示面板101的正投影主視示意圖；
圖4是現有技術透光式字輪套件的正投影主視示意圖；
圖5是現有技術透光式字輪套件的正投影右視示意圖；
圖6是現有技術反光式字輪套件的正投影主視示意圖；
圖7是現有技術反光式字輪套件的正投影右視示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖所示實施例作進一步詳述。
[0014]本發明提出一種配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件。所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件。所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶。所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管。從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流。所述方法包括如下步驟:
A.如圖1所示流程1，設置不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限電流值Ih和下門限電流值Iy且所述上門限電流值Ih大於下門限電流值込;
B.在字輪旋轉過程中，在每個數據採集周期中完成如下步驟C至J，所述數據採集周期應當根據實際應用工況設定；
C.如圖1所示流程2，採集MXN個光接收管各自的接收電流值；
D.如圖1所示流程3，將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限電流值Ih和下門限電流值k比較；
E.如圖1所示流程4，步驟D中，如果接收電流值不小於上門限電流值Ih，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
F.如圖1所示流程6，步驟D中，如果接收電流值不大於下門限電流值Iy將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
G.如圖1所示流程5，步驟D中，如果接收電流值小於上門限電流值Ih且大於下門限電流值l.，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第三碼；
H.如圖1所示流程7，如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，執行步驟J;否則執行步驟I ;
1.如圖1所示流程8，按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的數據採集字，將數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的讀數，數據採集周期結束；
J.如圖1所示流程9，返回編碼失敗的結果，數據採集周期結束。
[0015]為了更進一步的減少區間模糊誤差帶來的影響，如圖2所示，所述步驟H，即圖1所示流程7，包括如下步驟，
Hl.如圖2所示流程701，如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟I，即圖1所示流程8 ；
H2.如圖2所示流程701，如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ;
H3.如圖2所示流程702，設置模糊區分界電流值Im = (Ih+Il) /2 ；
H4.如圖2所示流程703至704，如果存在不小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍設定為第二上門限電流值IH2，0
< X < I ；
如圖2所示流程703至705，如果不存在大於模糊區分界電流值Im的接收電流值，將步驟A設置的上門限電流值Ih作為第二上門限電流值Ih2 ；
H5.如圖2所示流程706至707，如果存在小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，找出其中最小的接收電流值，以該最小的接收電流值的y倍設定為第二下門限電流值L，y>I ；
如圖2所示流程706至708，如果不存在小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，將步驟A設置的下門限電流值IJ乍為第二下門限電流值L ；
H6.如圖2所示流程709，如果第二上門限電流值Ih2不大於第二下門限電流值U，執行步驟J，即圖1所示流程9;
H7.如圖2所示流程709，如果第二上門限電流值Ih2大於U，將接收電流值分別與所述第二上門限電流值Ih2和第二下門限電流值L比較；執行分步驟HS至HlO ；
HS.如圖2所示流程710至711，步驟H7中，如果接收電流值不小於第二上門限電流值Ih2，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
H9.如圖2所示流程710至713，步驟H7中，如果接收電流值不大於第二下門限電流值Iw將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
H10.如圖2所示流程710至712，在步驟H7中，如果接收電流值小於第二上門限電流值Ih2且大於第二下門限電流值U，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變；
Hll.如圖2所示流程710至714，如果被賦值為第三碼的數據採集碼仍然不少於兩個，執行步驟J，即圖1所示流程9 ;否則執行步驟I，即圖1所示流程8。
[0016]以下以單字輪套件舉例說明數據採集處理方法。在以下實例中，所述第一碼是1，第二碼是0，第三碼是X。而在實際應用中，還可以所述第一碼是O,第二碼是I，第三碼是X。在以下實例中，設置五組光電收發組件。以下實例中，Imax = 800 μ Α，ΙΜΙΝ = 5μ Α，上門限電流值Ih = 700 μ A，下門限電流值I1j = 100 μ A。選取χ = 0.75 ；y=l.2。
[0017]實例1，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 756.3 μ A,第二光接收管的接收電流值I2 = 733.2 μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 755.2 u Α,第四光接收管的接收電流值I4 = 779.5 μ A，第五光接收管的接收電流值I5 = 799 μ A。顯然所有光接收管的接收電流值都不小於上門限電流值Ih = 700 μ A，所有光電收發組件的數據採集碼都被賦值第一碼1，按次序排列後形成的數據採集字11111。
[0018]實例2，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 744.3 μ A，第二光接收管的接收電流值I2 = 777.9 μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 332.1 μ A，第四光接收管的接收電流值I4 = 56.3 μ A，第五光接收管的接收電流值I5= 11.2 μ Α。第一、第二光接收管的接收電流值都不小於上門限電流值Ih = 700 μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼I ;第四、第五光接收管的接收電流值都不大於下門限電流值L = 100μ Α，它們的數據採集碼都被賦值第二碼O ;第三光接收管的接收電流值小於上門限電流值Ih =700 μ A，且大於下門限電流值L= 100 μ A，其數據採集碼被賦值第三碼X。由於只有一個第三碼X，第三碼X少於兩個，符合編碼要求，按次序排列數據採集碼後形成的數據採集字是11X00。
[0019]實例3，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 9.4 μ Α，第二光接收管的接收電流值I2 = 5.2 μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 5.1 μ Α，第四光接收管的接收電流值I4 = 74 μ A，第五光接收管的接收電流值I5 = 5.6 μ Α。顯然所有光接收管的接收電流值都不大於下門限電流值L= 100 μ A，所有光電收發組件的數據採集碼都被賦值第二碼0，按次序排列後形成的數據採集字00000。
[0020]實例4，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 756.3 μ A，第二光接收管的接收電流值I2 = 611.4 μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 588.2 u Α,第四光接收管的接收電流值I4 = 766.3 μ A，第五光接收管的接收電流值I5 = 700.9 μ A。第一光接收管的接收電流值都不小於上門限電流值Ih = 700 μ A，其數據採集碼都被賦值第一碼I ;第二、第三光接收管的接收電流值小於上門限電流值Ih = 700 μ A，且大於下門限電流值L= 100μ A，它們的數據採集碼被賦值第三碼X ;第四、第五光接收管的接收電流值都不小於上門限電流值Ih = 700μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼I。由於有兩個第三碼X，第三碼X不少於兩個，可以對第二、第三光接收管的接收電流值進一步採用二次判斷。Im = (Ih+Il)/2 =(700+100)/2 = 400 μ A 0第二光接收管的接收電流值I2 =611.4 μ A是大於Im的最大接收電流值，因此，IH2 = X I2 = 458.55 μ A ;將下門限電流值Il= 100 μ A作為第二下門限電流值Ι?2，即Il2 = 100 μ Α。第二、第三光接收管的接收電流值都不小於第二上門限電流值Ih = 458.55 μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼I。從而，按次序排列後形成的數據採 集字11111。
[0021]實例5，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 11.6μ A,第二光接收管的接收電流值I2 = 89.3μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 122.5 μ A,第四光接收管的接收電流值I4= 155.3 μ A，第五光接收管的接收電流值I5 = 132.1μ Α。第一、第二光接收管的接收電流值都不大於下門限電流值L= 100μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼O ;第三、第四、第五光接收管的接收電流值小於上門限電流值Ih =700 μ A，且大於下門限電流值L= 100 μ A，它們的數據採集碼被賦值第三碼X。由於有三個第三碼X，第三碼X不少於兩個，可以對第三、第四、第五光接收管的接收電流值進一步採用二次判斷。Im = (Ih+Il)/2 =(700+100)/2 = 400μ A。第三光接收管的接收電流值I3 = 122.5 μ A是小於Im的最小接收電流值，因此，IL2 = y I3 = 147 μ A ;將上門限電流值Ih = 700 μ A作為第二上門限電流值Ih2，即Ih2 = 700 μ Α。第三、第五光接收管的接收電流值都不大於第二下門限電流值L = 147μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼O。第四光接收管的接收電流值小於上門限電流值Ih2 = 700 μ A，且大於下門限電流值L =147 μ A，其數據採集碼被賦值第三碼X。由於只有一個第三碼X，第三碼X少於兩個，符合編碼要求，按次序排列數據採集碼後形成的數據採集字是000X0。
[0022]實例6，各光接收管的接收電流值是第一光接收管的接收電流值I1 = 456.4 μ A，第二光接收管的接收電流值I2 = 446.5 μ A，第三光接收管的接收電流值I3 = 788.2 u Α,第四光接收管的接收電流值I4 = 300.4 μ A，第五光接收管的接收電流值I5 = 333.2 μ A。第一、第二、第四、第五光接收管的接收電流值小於上門限電流值Ih = 700 μ A，且大於下門限電流值L= 100 μ A，它們的數據採集碼被賦值第三碼X。第三光接收管的接收電流值都不小於上門限電流值ΙΗ = 700μ A，它們的數據採集碼都被賦值第一碼I。由於有四個第三碼X，第三碼X不少於兩個，可以對第一、第二、第四、第五光接收管的接收電流值進一步採用二次判斷。Im = (IH+IJ/2 =(700+100)/2 = 400μ A。第一光接收管的接收電流值I1= 456.4 μ A是大於Im的最大接收電流值，因此，IH2 = x I1 = 342.3 μ A ;第四光接收管的接收電流值I4 = 300.4μ A是小於Im的最小接收電流值，因此，IL2 = y I4 = 360.48 μ A。由於Ih2 < 返回編碼失敗的結果。
[0023]本發明基於上述數據採集處理方法的基本原理還提出一種用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件。所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件。所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶。所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管。從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流。所述方法包括如下步驟:
Α.在測試設備中用每轉步進V步的步進電機驅動所述M套字輪套件；測試設備電連接所述MXN個光接收管，以採集各光接收管的接收電流值；並且在測試設備中存儲一數據採集字對應字輪讀數表；設置上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4 ;
初始化編碼測試錯誤計數參數P = O ;將不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限測試電流值ItH和下門限測試電流值分別賦值給上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4，即itH=ItH，itL = ΙΛ，且所述上門限測試電流值ItH大於下門限測試電流值ItL ;
B.步進電機驅動M套字輪套件旋轉一步；
C.採集MXN個光接收管各自的接收電流值；
D.將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量4的當前值比較；
E.步驟D中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
F.步驟D中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
G.步驟D中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
Hl.如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟Il至14 ;
H2.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ;
H3.賦值模糊區分界電流變量itM = (itH+itL)/2, itH是上門限測試電流變量itH的當前值，itL是下門限測試電流變量4的當前值；
H4.如果存在不小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍賦值給上門限測試電流變量itH，0 <χ<1； 如果不存在不小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，執行步驟H5 ；
H5.如果存在小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，找出其中最小的接收電流值，以該最小的接收電流值的I倍賦值給下門限測試電流變量ia，y > I ；
如果不存在小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，執行步驟H6 ；
H6.如果上門限測試電流變量itH的當前值不大於下門限測試電流變量的當前值，執行步驟J ;
H7.如果上門限測試電流變量itH的當前值大於下門限測試電流變量的當前值，將接收電流值分別與上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量的當前值比較；執行分步驟H8至HlO ；
HS.步驟H7中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼；
H9.步驟H7中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；
H10.在步驟H7中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變；
Hll.返回步驟Hl;
11.按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的測試數據採集字，將該測試數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的測試讀數；
12.將步驟Il獲取的測試數據採集字和測試讀數與步驟A所述數據採集字對應字輪讀數表比對是否一致；
13.步驟12中，如果比對一致，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl；
14.步驟12中，如果比對不一致，編碼測試錯誤計數參數P= P + I，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl ；
J.輸出測試解碼失敗的結果，測試結束；
Kl.判斷步進電機是否已經運行IOm轉；
如果步進電機已經運行IOm轉，執行步驟K2至K3 ;
如果步進電機沒有運行IOm轉，返回步驟B ;
K2.如果p=0，將上門限測試電流變量itH的當前值設置為液體流量計量裝置中M套字輪套件的光電上門限電流值IH，同時將下門限測試電流變量4的當前值設置為所述液體流量計量裝置中M套字輪套件的下門限電流值k ;測試結束；
K3.如果P幸0，輸出存在編碼錯誤信息，測試結束。
[0024] 所述編碼測試方法由於要完成驗證編碼，測試適於被測字輪套件的上、下門限電流值，其相對上述數據採集處理方法複雜一些。其主要區別在於，數據採集處理方法僅採用一次二次判斷過程，而編碼測試方法為了獲取上、下門限電流值，將會多次進行二次判斷循環，直至能夠獲取數據採集字，或者出現編碼錯誤才跳出二次判斷循環。另外，編碼測試方法的步驟Il至14用與驗證數據採集字與字輪讀數的對應關係是否一致。最後，編碼測試方法的步驟Kl至K3，在完成對所有字輪讀數的測試後，確定是否獲取被測字輪套件的上、下門限電流值。只有不出現編碼錯誤情況下的上、下門限電流變量的當前值才能設置為被測字輪套件的上、下門限電流值。
[0025]所述編碼測試方法中可以採用第一碼是1，第二碼是0，第三碼是X ;或者額可以採用第一碼是0，第二碼是1，第三碼是X。另外，所述x = 0.75;y=1.2。為了更貼近實際運行情況，所述VS 60。
【權利要求】
1.一種配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件；所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件；所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶；所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管；從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流；其特徵在於所述方法包括如下步驟: A.設置不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限電流值Ih和下門限電流值込，且所述上門限電流值Ih大於下門限電流值込; B.在字輪旋轉過程中，在每個數據採集周期中完成如下步驟C至J， C.採集MXN個光接收管各自的接收電流值； D.將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限電流值Ih和下門限電流值L比較； E.步驟D中，如果接收電流值不小於上門限電流值IH，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼； F.步驟D中，如果接收電流值不大於下門限電流值Iy將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼； G.步驟D中，如果接收電流值小於上門限電流值Ih且大於下門限電流值Iy將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第三碼； H.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，執行步驟J;否則執行步驟I ;i.按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的數據採集字，將數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的讀數，數據採集周期結束； J.返回編碼失敗的結果，數據採集周期結束。
2.根據權利要求1所述的配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，其特徵在於: 所述步驟H包括如下步驟， Hl.如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟I ; H2.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ; H3.設置模糊區分界電流值Im = (IH+IL) /2 ； H4.如果存在不小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍設定為第二上門限電流值ΙΗ2，0 <χ I ； 如果不存在小於模糊區分界電流值Im的接收電流值，將步驟A設置的下門限電流值込作為第二下門限電流值 H6.如果第二上門限電流值Ih2不大於第二下門限電流值U，執行步驟J ；H7.如果第二上門限電流值Ih2大於U，將接收電流值分別與所述第二上門限電流值Ih2和第二下門限電流值L比較；執行分步驟HS至HlO ； HS.步驟H7中，如果接收電流值不小於第二上門限電流值IH2，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼； H9.步驟H7中，如果接收電流值不大於第二下門限電流值U，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼； H10.在步驟H7中，如果接收電流值小於第二上門限電流值Ih2且大於第二下門限電流值U，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變； Hll.如果被賦值為第三碼的數據採集碼仍然不少於兩個，執行步驟J ;否則執行步驟.1.
3.根據權利要求1或者2所述的配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，其特徵在於: 所述第一碼是I，第二碼是O，第三碼是X; 或者所述第一碼是O,第二碼是I，第三碼是X。
4.根據權利要求2所述 的配置光電式字輪的液體流量計量裝置的數據採集處理方法，其特徵在於:
所述 X = 0.75 ；y=l.2。
5.一種用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，所述液體流量計量裝置包括M套字輪套件；所述字輪套件包括一字輪本體和N組光電收發組件；所述字輪本體上設置有透光窗或者反光帶；所述光電收發組件包括用於射出光線的光發射管，以及藉助透光窗或者反光帶接收該光發射管射出光信號、並將光信號轉換為電信號的光接收管；從而光接收管在接收光發射管射出的所有光信號時輸出最大電流值是Imax的亮電流，而當光接收管在完全不能接收光發射管射出的光信號時輸出最小電流值是Imin的暗電流；其特徵在於所述方法包括如下步驟: A.在測試設備中用每轉步進V步的步進電機驅動所述M套字輪套件；測試設備電連接所述MXN個光接收管，以採集各光接收管的接收電流值；並且在測試設備中存儲一數據採集字對應字輪讀數表；設置上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4 ; 初始化編碼測試錯誤計數參數P = O ;將不大於亮電流Imax，且不小於暗電流Imin的上門限測試電流值ItH和下門限測試電流值分別賦值給上門限測試電流變量itH和下門限測試電流變量4，即itH=ItH，itL = ΙΛ，且所述上門限測試電流值ItH大於下門限測試電流值ItL ; B.步進電機驅動M套字輪套件旋轉一步； C.採集MXN個光接收管各自的接收電流值； D.將所述MXN個光接收管各自的接收電流值分別與所述上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量4的當前值比較； E.步驟D中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼； F.步驟D中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼；G.步驟D中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼； Hl.如果被賦值為第三碼的數據採集碼少於兩個，執行步驟Il至14 ; H2.如果被賦值為第三碼的數據採集碼不少於兩個，針對數據採集碼是第三碼的光電收發組件所採集的接收電流值執行分步驟H3至Hll ; H3.賦值模糊區分界電流變量itM = (itH+itL)/2, itH是上門限測試電流變量itH的當前值，itL是下門限測試電流變量4的當前值； H4.如果存在不小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，找出其中最大的接收電流值，以該最大的接收電流值的X倍賦值給上門限測試電流變量itH，0 <χ I ； 如果不存在小於模糊區分界電流變量itM當前值的接收電流值，執行步驟H6 ； H6.如果上門限測試電流變量itH的當前值不大於下門限測試電流變量的當前值，執行步驟J ; H7.如果上門限測試電流變量itH的當前值大於下門限測試電流變量的當前值，將接收電流值分別與上門限測試電流變量itH的當前值和下門限測試電流變量的當前值比較；執行分步驟H8至HlO ； HS.步驟H7中，如果接收電流值不小於上門限測試電流變量itH的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第一碼； H9.步驟H7中，如果接收電流值不大於下門限測試電流變量垃的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼賦值為第二碼； H10.在步驟H7中，如果接收電流值小於上門限測試電流變量itH的當前值且大於下門限測試電流變量4的當前值，將所述接收電流值各自對應的光電收發組件的數據採集碼維持第三碼不變； Hll.返回步驟Hl;.11.按設定的次序排列光電收發組件的數據採集碼，形成一MXN位的測試數據採集字，將該測試數據採集字解碼獲得字輪套件內各字輪的測試讀數；. 12.將步驟Il獲取的測試數據採集字和測試讀數與步驟A所述數據採集字對應字輪讀數表比對是否一致；. 13.步驟12中，如果比對一致，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl；. 14.步驟12中，如果比對不一致，編碼測試錯誤計數參數P= P + I，本數據採集周期結束，執行以下步驟Kl ； J.輸出測試解碼失敗的結果，測試結束； Kl.判斷步進電機是否已經運行IOm轉； 如果步進電機已經運行IOm轉，執行步驟K2至K3 ; 如果步進電機沒有運行IOm轉，返回步驟B ; K2.如果p=0，將上門限測試電流變量itH的當前值設置為液體流量計量裝置中M套字輪套件的光電上門限電流值IH，同時將下門限測試電流變量4的當前值設置為所述液體流量計量裝置中M套字輪套件的下門限電流值k ;測試結束；
K3.如果P幸O，輸出存在編碼錯誤信息，測試結束。
6.根據權利要求5所述的用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，其特徵在於: 所述第一碼是I，第二碼是O，第三碼是X ; 或者所述第一碼是O,第二碼是I，第三碼是X。
7.根據權利要求5所述的用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，其特徵在於:
所述 X = 0.75 ；y=l.2。
8.根據權利要求5所述的用於配置光電式字輪的液體流量計量裝置的編碼測試方法，其特徵在於: 所述V≥60。
【文檔編號】G01F15/00GK103630177SQ201310562399
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】劉清波, 張衛紅, 李怡凡 申請人:深圳市興源智能儀表科技有限公司