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用于液体流量标准装置的便携式时间间隔测试仪的设计与研制

毕晓龙 邢超 吴波 管洪辉 毕崇盛

毕晓龙,邢超,吴波,等. 用于液体流量标准装置的便携式时间间隔测试仪的设计与研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(8): 13-17 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0086
引用本文: 毕晓龙,邢超,吴波,等. 用于液体流量标准装置的便携式时间间隔测试仪的设计与研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(8): 13-17 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0086
BI Xiaolong, XING Chao, WU Bo, GUAN Honghui, BI Chongsheng. Development of Portable Time Interval Measuring Instrument for Liquid Flow Standard Devices[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(8): 13-17. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0086
Citation: BI Xiaolong, XING Chao, WU Bo, GUAN Honghui, BI Chongsheng. Development of Portable Time Interval Measuring Instrument for Liquid Flow Standard Devices[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(8): 13-17. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0086

用于液体流量标准装置的便携式时间间隔测试仪的设计与研制

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0086
基金项目: 国家重点研发计划项目(2019YFB2006601);工业互联网标识解析二级节点项目(TC190A3X8-3)。
详细信息
    作者简介:

    毕晓龙(1970-),丹东贝特自动化工程仪表有限公司助理工程师,研究方向:流量标准装置、流量控制软件等,邮箱:15694150500@163.com

    通讯作者:

    吴波(1990-),广州能源检测研究院工程师,研究方向:液体流量计量,邮箱:18802044280@163.com

Development of Portable Time Interval Measuring Instrument for Liquid Flow Standard Devices

  • 摘要: 对于液体流量标准装置而言,计时系统的计时准确性直接影响装置最终流量测量结果,需要定期对其开展维护和检定。传统的计时检测系统往往体积较大,搬运和携带不易,其一般与测控系统相互集成,拆卸送检困难,并且缺少适合流量装置特点的标定接口。针对现有计时检测系统的局限性,设计并研制了一款面向瞬时流量法液体标准装置的便携式时间间隔测试仪,其可测量时间间隔范围为1 μs~10000 s,测量精度为10 μs,显示分辨率不低于1 μs,准确性不低于1.0×10−6。基于中国计量科学研究院热水流量标准装置开展了相关性能验证实验,测试结果表明:装置计时系统的相对示值误差优于0.0024%,研制的时间间隔测试仪相对误差优于4.2×10−7,重复性优于1.82×10−7,其计时准确度高、性能稳定可靠,可有效满足液体流量标准装置计时系统的检定和测试需求,也可以为未来液体流量装置测量能力提升与液体流量计量技术的发展发挥积极作用。
  • 图  1  静态质量法液体流量标准装置结构示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of static mass method liquid flow standard device

    图  2  电子计数法测量原理示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of measurement principle of electronic counting method

    图  3  便携式时间间隔测试仪结构组成示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of the structure of portable time interval measuring instrument

    图  5  外观设计示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of appearance design

    图  6  实现方法流程示意图

    Figure  6.  Flow chart of implementation method

    图  4  便携式时间间隔测试仪逻辑电路设计示意图

    Figure  4.  Schematic diagram of logic circuit design of portable time interval measuring instrument

    表  1  NIM热水流量标准装置计时系统性能验证实验结果

    Table  1.   The performance verification experimental results of timing system of NIM hot water flow standard device

    实验
    序号
    标准计
    时/s
    时间间隔
    测试仪/s
    标准相
    对误差
    计时系
    统/s
    系统平均
    相对误差
    111.00000.0%1.00000.0000%
    21010.00000.0%10.00010.0010%
    33030.00000.0%30.00040.0013%
    46060.00000.0%60.00090.0015%
    5120120.00000.0%120.00170.0014%
    6300300.00000.0%300.00490.0016%
    7600600.00023.3×10−7600.01160.0019%
    8900900.00033.3×10−7900.02040.0022%
    912001200.00054.2×10−71200.02930.0024%
    重复性1.82×10−77.12×10−6
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-15
  • 录用日期:  2022-05-10
  • 网络出版日期:  2022-08-31
  • 刊出日期:  2022-09-15

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