流量測量裝置、其最佳響應時間獲取方法和測試系統與流程

本發明涉及一種流量測量技術領域，尤其涉及一種能夠快速測量多種不同氣體的質量流量輸送測量裝置、氣體質量流量輸送測量裝置最佳響應時間的獲取方法、以及響應時間測試系統。

背景技術：

流量的快速準確輸送測量是工業測量領域的重要需求，通常流量測量有體積與質量計量兩種方式，流量的體積方式測量其精確度往往受溫度、壓力等工況的變化而影響。而質量流量的測量受溫度和壓力的影響很小，在要求較高的工業領域得到廣泛的應用。

質量流量計可以精確測量氣體的質量流量，其主要分為模擬式和數字式兩種。在模擬式質量流量計中廣泛使用機械調節式電位器，精度和溫度性能都較差，而且對于密度差異較大的氣體，單臺模擬產無法同時滿足響應時間的較高要求。數字式流量計性能較好，但成本較高，存在數模轉換誤差，響應時間對于某些要求較高的場合也不是足夠快。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種在精度、線性、溫度性能、抗振動性能方面均優于現有模擬式質量流量計、在成本方面由于現有數字式質量流量計的流量測量裝置。

為達成上述目的，本發明提供了一種流量測量裝置，包括產品單元和標定單元。所述產品單元包括流量傳感器、傳感器驅動電路、傳感器信號放大電路以及流量信號加速電路。其中所述流量信號加速電路與所述傳感器信號放大電路相連，包括：一階低通濾波電路，用于濾除所述流量信號加速電路的輸入信號中的高頻信號；傳遞函數為二階的二階電路，其包括第一數字電位器，用于調節所述二階電路的輸出。所述標定單元與所述產品單元相連，用于設置所述第一數字電位器的電阻值。

根據本發明的另一方面，還提供了一種流量測量裝置，包括產品單元和標定單元。其中，所述產品單元包括流量傳感器、傳感器驅動電路、傳感器信號放大電路以及流量信號加速電路。其中所述流量信號加速電路與所述傳感器信號放大電路相連，包括：一階低通濾波電路，用于濾除所述流量信號加速電路的輸入信號中的高頻信號；傳遞函數為三階的三階電路，其包括傳遞函數為二階的二階電路、第二數字電位器以及通過所述第二數字電位器與所述二階電路相連的可構成三階電路的子電路，所述三階電路在開啟瞬間產生過沖信號，所述二階電路包括用于調節所述二階電路輸出的第一數字電位器；所述第二數字電位器用于調節所述三階電路的輸出。所述標定單元與所述產品單元相連，用于設置所述第一數字電位器和第二數字電位器的電阻值。

優選地，所述流量傳感器包括惠斯登電橋，所述惠斯登電橋包括相鄰的上游繞組和下游繞組，第一固定電阻和第二固定電阻，以及串聯在所述第一固定電阻和第二固定電阻之間的第三數字電位器；所述標定單元設置所述第三數字電位器的電阻值。

優選地，所述惠斯登電橋還包括并聯于所述第三數字電位器一端和可調節點之間的第三固定電阻，以及并聯于所述數字電位器另一端和所述可調節點之間的第四固定電阻。

優選地，所述傳感器信號放大電路包括儀表放大器以及與所述儀表放大器的輸出端相連的第四數字電位器，所述第四數字電位器用于調節所述儀表放大器的輸出電壓；所述標定單元設置所述第四數字電位器的電阻值。

優選地，所述傳感器驅動電路包括恒流源和反饋電路，其中所述恒流源用于向所述流量傳感器提供工作電流，所述反饋電路用于反饋所述流量信號加速電路的輸入信號，所述反饋電路包括第五數字電位器，用于調節反饋比例；所述標定單元設置所述第五數字電位器的電阻值。

根據本發明的另一方面，還提供了一種獲取上述流量測量裝置的最佳響應時間的方法，包括：

S1：在管路上依次連接氣源、電磁截止閥和所述產品單元，打開所述電磁截止閥，使所述管路中氣體流量為所述產品單元的流量傳感器的滿量程流量；

S2：將所述第一數字電位器的阻值設為0，設置所述第一數字電位器的第一步進阻值；

S3：以所述第一步進阻值調節所述第一數字電位器的阻值，根據每次調節后所述產品單元的輸出信號確定流量測量響應時間最快且無過沖信號產生的第一數字電位器的阻值作為第一設定阻值；

S4：將所述第一數字電位器的阻值設置為該第一設定阻值。

優選地，步驟S3包括：

S31：關閉所述電磁截止閥、之后重新開啟所述電磁截止閥；

S32：采集所述產品單元的輸出信號并計算出流量測量響應時間以及過沖信號的過沖量，記錄對應的所述第一數字電位器的阻值；

S33：判斷所述第一數字電位器的全部阻值是否已記錄，若是執行步驟S34，否則執行步驟S35；

S34：選取過沖量為0且流量測量響應時間最快的第一數字電位器的阻值作為所述第一設定阻值；

S35：將所述第一數字電位器的阻值增加所述第一步進阻值并執行步驟S31。

根據本發明的另一方面，提供了一種獲取上述流量測量裝置的最佳響應時間的方法，包括：

S1：在管路上依次連接氣源、電磁截止閥和所述產品單元，打開所述電磁截止閥，使所述管路中氣體流量為所述產品單元的流量傳感器的滿量程流量；

S2：將所述第一數字電位器的阻值設為0，設置所述第一數字電位器的第一步進阻值；將所述第二數字電位器的阻值設為最大值，設置所述第二數字電位器的第二步進阻值；

S3：以所述第一步進阻值調節所述第一數字電位器的阻值，根據每次調節后所述產品單元的輸出信號確定流量測量響應時間最快且無過沖信號產生的第一數字電位器的阻值作為第一設定阻值；

S4：以所述第二步進阻值調節所述第二數字電位器的阻值，根據每次調節后所述產品單元的輸出信號確定產生過沖信號且過沖量在預定范圍內的第二數字電位器的阻值作為第二設定阻值；

S5：將所述第一數字電位器的阻值設置為該第一設定阻值；將所述第二數字電位器的阻值設置為該第二設定阻值。

優選地，步驟S3包括：

S31：關閉所述電磁截止閥、之后重新開啟所述電磁截止閥；

S32：采集所述產品單元的輸出信號并計算出流量測量響應時間以及過沖信號的過沖量，記錄對應的所述第一數字電位器的阻值；

S33：判斷所述第一數字電位器的全部阻值是否已記錄，若是執行步驟S34，否則執行步驟S35；

S34：選取過沖量為0且流量測量響應時間最快的第一數字電位器的阻值作為所述第一設定阻值；

S35：將所述第一數字電位器的阻值增加所述第一步進阻值并執行步驟S31。

優選地，步驟S4包括：

S41：將所述第二數字電位器的阻值減小所述第二步進阻值；

S42：關閉所述電磁截止閥、之后重新開啟所述電磁截止閥；

S43：采集所述產品單元的輸出信號并計算出響應時間以及過沖信號的過沖量，并記錄對應的所述第二數字電位器的阻值；

S44：判斷所述過沖量是否在預定范圍內，若是執行步驟S41，否則執行步驟S45；

S45：選取上一次記錄的第二數字電位器的阻值作為所述第二設定阻值。

根據本發明的另一方面，還提供了一種實現上述方法的流量測量裝置響應時間的測試系統，包括：

依次在管路上相連的所述氣源、所述電磁截止閥、所述流量測量裝置的產品單元以及流量計標準單元，所述流量計標準單元用于以與所述產品單元不同的方式測量氣體流量；

所述標定單元，通過電纜線與所述產品單元相連；

上位機，與所述產品單元和流量計標準單元相連，所述上位機根據所述產品單元的輸出信號計算所述過沖信號的過沖量，并結合所述流量計標準單元的輸出信號計算所述產品單元的流量測量響應速度。

優選地，所述上位機與所述標定單元相連，用于發出指令使所述標定單元設置相應的數字電位器的阻值。

優選地，所述上位機還與所述電磁截止閥相連，用于控制所述電磁截止閥的開關。

相較于現有技術，本發明通過將流量測量裝置分為產品單元和標定單元，在產品單元中設置包含二階甚至三階電路的流量信號加速電路并通過數字電位器調節流量信號加速電路的輸出，使得產品相對于現有熱式質量流量計在響應時間指標方面有很大提高，氮氣實測響應時間可達到200ms。本發明的流量測量裝置在在精度、線性、溫度性能、抗振動性能方面均優于現有模擬式質量流量計；在成本方面優于現有數字式質量流量計。此外，本發明還提供了一種自動獲取流量測量的最佳響應時間的方法，降低了人工成本和人為操作出錯的概率。進一步地，可測試多種不同氣體，即使氣體密度有較大差異，也可通過標定單元配置不同的電路參數來獲取最佳的響應時間。

附圖說明

圖1所示為本發明一實施例的流量測量裝置的方塊圖；

圖2所示為本發明一實施例的流量測量裝置的流量信號加速電路的示意圖；

圖3所示為本發明一實施例的流量測量裝置輸出信號時域瞬態仿真圖；

圖4所示為本發明一實施例的流量測量裝置輸出信號的頻域仿真圖；

圖5所示為本發明一實施例的流量測量裝置的流量傳感器的電路圖；

圖6所示為本發明一實施例的流量測量裝置的傳感器驅動電路和傳感器信號放大電路的電路圖；

圖7所示為本發明一實施例的流量測量裝置中數字電位器的硬件電路示意圖；

圖8所示為本發明一實施例的流量測量裝置的標定單元的電路示意圖；

圖9所示為本發明一實施例的流量測量裝置響應時間的測試系統的示意圖；

圖10所示為本發明一實施例的獲取流量測量裝置最佳響應時間的方法的流程圖；

圖11所示為本發明另一實施例的流量測量裝置的流量信號加速電路的示意圖；

圖12所示為本發明另一實施例的流量測量裝置輸出信號時域瞬態仿真圖；

圖13所示為本發明另一實施例的獲取流量測量裝置最佳響應時間的方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。

圖1所示為本發明的流量測量裝置的總體框架示意圖，如圖1所示，流量測量裝置包括產品單元200和標定單元100。其中產品單元200包括流量傳感器210、傳感器驅動電路和傳感器信號放大電路220、流量信號加速電路230以及必要的支架和外罩。產品單元200的電路板除含有數字電位器外均為模擬器件構成，標定單元100是以微處理器為核心的數字器件構成，兩部分通過電纜線插接，通過標定單元100實現對產品單元200的數字標定。

因為流量傳感器的信號靠熱傳導產生，而熱傳導過程是比較慢的，在這種情況下為了使流量測量裝置具有較快的響應時間，能更快速的測出實際氣體的變化，本發明中通過流量信號加速電路對流量信號進行加速，使其輸出信號更貼近真實氣體的變化。圖2所示為本發明第一實施例的流量信號加速電路的示意圖，如圖所示，流量信號加速電路包括一階電路231和二階電路232。圖中Vi為流量輸入電壓信號，Vi1為過程信號，Vo是經過加速后的流量電壓信號。一階電路231為低通濾波電路，其目的是濾除高頻噪聲信號，防止高頻噪聲信號對后續器件的干擾。其典型的傳遞函數如式(1-1)所示。

流量信號的加速主要由二階電路232來完成，其典型傳遞函數如式(1-2)所示。

流量信號加速電路的最終傳遞函數由式(1-1)和式(1-2)相乘得到。

二階電路232中包括第一數字電位器R21，該第一數字電位器R21可調節二階電路的輸出，標定單元100設置第一數字電位器R21的電阻值。請參見圖3，通過標定單元100對第一數字電位器R21的參數掃描(即數字控制第一數字電位器使其取不同阻值)，可以得到一族快慢不同的加速響應曲線S1。圖中左半部分中曲線族S1為電磁截止閥開啟時流量信號加速電路的輸出Vo的加速響應曲線，曲線S2為流量信號加速電路的輸入Vi的加速響應曲線，圖中右半部分中曲線族S3為電磁截止閥關閉時流量信號加速電路的輸出Vo的加速響應曲線，曲線S4為流量信號加速電路的輸入Vi的加速響應曲線。從圖中可以看出，本實施例通過二階電路及其中第一數字電位器的調節，可以顯著提高流量測量裝置的輸出響應速度。從圖4所示的Vo/Vi的頻域仿真圖中可以看出，信號在低頻段獲得了較大的幅頻增益從而補償較慢的流量傳感器輸出信號，在高頻段的噪聲信號被衰減。

請繼續參考圖5，其所示為本發明一實施例的流量傳感器的電路圖。流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質量流量，氣體從入氣口進入質量流量計的主通道內，在分流器的作用下氣流被分成了兩路，一路氣體直接通過分流器(使用不同大小的分流器可以裝配出不同滿量程的流量計)；另一路則通過流量傳感器的毛細管用于流量的檢測。流量傳感器的傳感管外繞有兩個阻值相同、位置對稱的線圈(熱敏電阻Ru和Rd)，數字電位器R6串聯在固定電阻R1和R2之間(用于調整電橋的零點)，組成惠斯登電橋，工作電源對線圈進行加熱，流體靜止時，兩線圈平均溫度相同，線圈中心線上下游溫度分布是對稱的，電橋處于平衡狀態。流體流動時，流體將上游部分的熱量帶給下游，上下游繞組的阻值將發生變化，惠斯登電橋將輸出與流量相關的電壓。本實施例中，采用數字電位器R6來代替傳統的機械調節式電位器，具有更好的溫度性能、抗震性能和精度。進一步地，本實施例中，還另外增加兩個固定電阻R4和R5。固定電阻R4并聯于數字電位器R6一端和可調節點之間，固定電阻R5并聯于數字電位器R6另一端和可調節點之間，如此可以增加零點調節的分辨率，即使數字電位器R6的最小可調步長阻值較大時也可通過合理配置固定電阻R4和R5來實現對流量測量裝置零點的滿量程千分之一的連續調節。此外，上述數字電位器R6也通過標定單元100來調節其阻值。

請繼續參考圖6，其所示為本發明一實施例的傳感器驅動和信號放大電路的示意圖。如圖6所示，傳感器信號放大電路由儀表放大器14、數字電位器R9和固定電阻R7和R8構成，放大倍數是f(R₇,R₈,R₉)，其中數字電位器R9可以通過標定單元100的數字通訊來調節，從而控制流量傳感器輸出信號的放大倍數。

三極管10、穩壓管11、放大器12、數字電位器13和固定電阻R15～R20構成傳感器的驅動電路，其中三極管10、穩壓管11、放大器12和固定電阻R15、R19、R20構成一個恒流源，為流量傳感器的惠斯登電橋提供工作電流。數字電位器R13和固定電阻R16～R18構成一個反饋電路，從信號放大電路的輸出端取樣通過數字電位器R19反饋給恒流源的放大器12，由此通過調整數字電位器R19的阻值可以調整反饋比例從而改變惠斯登電橋上的電流，實現對的流量檢測信號線性的調節。其中，數字電位器R19的阻值通過標定單元100調節。

上述各電路中的數字電位器R6、R9、R13、R21均為帶有標準SPI通訊接口的數字電位器，其電路原理圖如圖7所示，數字電位器上的SDO、SCLK、DIN和SYNC是標準SPI通訊接口的4個信號線，其中SDO、SCLK和DIN是4個數字電位器共用的，SYNC是片選信號，SYNC1～4分別控制4個數字電位器是否被選中，需要單獨控制。數字電位器的A、W和B三端為3個電阻輸出端，XS1是電纜線接頭，可通過電纜線和產品的標定單元連接。因為數字電位器的精度、溫度系數、耐震性均優于機械調節式電位器，所以本發明的產品在精度、線性、溫度性能、抗振動性能方面均優于之前的模擬式質量流量測量裝置。

圖8給出了以一種微處理器為核心的標定單元的原理圖，圖中只給出了SPI通訊信號線的連接和RS232串行通訊部分。當對數字電位器進行標定時，使用電纜線將圖7中的接插件XS1和圖8中的接插件XS2相連，使產品單元和標定單元連通。微處理器判斷接到有效指令后，通過控制片選信號SYNC1～4來選中欲寫入的那一個數字電位器，然后將數字電位器寫入阻值通過SPI通訊發送到產品單元相應的數字電位器，按此過程各個數字電位器可以被逐一寫入，標定完成后，電纜線拔除，數字電位器的標定阻值掉電不會丟失。可選的，標定單元的RS232串口XS3與上位機連通，上位機通過串口給標定單元發指令，指令信息中包括欲寫入哪個電位器和相應的寫入值，標定單元進行相應的寫入操作。

請繼續參考圖9，其所示為本發明第一實施例的流量測量裝置響應時間的測試系統的示意圖。測試系統包括依次在管路上相連的氣源、穩壓模塊(可選)、電磁截止閥、流量測量裝置的產品單元以及流量計標準單元，還包括通過電纜線與產品單元相連的標定單元以及上位機。各部件之間的連接管路盡可能短。其中，穩壓模塊具備穩壓能力，使電磁截止閥打開瞬間的氣體接近階躍變化。快速流量計標準單元以與產品單元不同的方式測量氣體流量，并且其具有非常快的響應速度(例如壓力傳感器)，可以快速測得氣體的變化。上位機可具有：開關控制繼電器、AD采集卡和串行通訊接口。其中，開關控制繼電器用于控制電磁截止閥的開關；AD采集卡用于采集產品單元和快速流量計標準單元的流量輸出信號，上位機可根據產品單元的流量輸出信號計算過沖信號的過沖量，并結合快速流量計標準單元的輸出信號計算產品單元的流量測量輸出響應速度；串行通訊接口用于與標定單元連接以調整各數字電位器的阻值。

接下來將結合圖10對本發明一實施例的獲取流量測量裝置最佳響應時間的方法加以說明。本實施例的方法包括以下步驟：

S1：在管路上依次連接氣源、電磁截止閥和產品單元，打開電磁截止閥，使管路中氣體流量為產品單元的流量傳感器的滿量程流量。

S2：將第一數字電位器R21的阻值設為0，設置第一數字電位器的第一步進阻值。

S3：以第一步進阻值調節第一數字電位器R21的阻值，根據每次調節后產品單元的輸出信號確定流量測量響應時間最快且無過沖信號產生的第一數字電位器R21的阻值作為第一設定阻值。

具體地，本步驟包括：

S31：關閉電磁截止閥、之后重新開啟電磁截止閥；

S32：采集產品單元的輸出信號并計算出流量測量響應時間以及過沖信號的過沖量，記錄對應的第一數字電位器R21的阻值；

S33：判斷第一數字電位器R21的全部阻值是否已記錄，若是執行步驟S34，否則執行步驟S35；

S34：選取過沖量為0且流量測量響應時間最快的第一數字電位器R21的阻值作為第一設定阻值；

S35：將第一數字電位器R21阻值增加第一步進阻值并執行步驟S31。

S4：將第一數字電位器R21的阻值設置為該第一設定阻值。

通過上述測量方法，可以得到使二階電路的響應最快且無過沖的數字電位器R21的參數，標定單元100將數字電位器R21的電阻值調節為該第一設定阻值，能夠顯著提升流量測量裝置的響應速度。

接下來將結合圖11至圖13對本發明第二實施例的流量測量裝置以及其響應時間測試系統和最佳響應時間獲取方法進行說明。

本實施例中產品單元的流量傳感器、傳感器驅動電路和傳感器信號放大電路均與第一實施例相同，在此不再贅述。本實施例與第一實施例的區別在于，本實施例中的產品單元的流量信號加速電路包括傳遞函數為三階的三階電路。具體地，請參見圖11，流量信號加速電路包括一階低通濾波電路231和三階電路。其中三階電路是由包含第一數字電位器R21的二階電路232、第二數字電位器R22和可構成三階電路的子電路233所組成，第二數字電位器22串聯在二階電路232和可構成三階電路的子電路233之間。其中，第一數字電位器R21用于調節二階電路的輸出，第二數字電位器R22用于調節三階電路的輸出。標定單元與產品單元相連，設置數字電位器R21和R22的電阻值。

過程信號Vi1被含有數字電位器R21和R22的三階電路加速后得到輸出信號Vo，由于數字電位器R22串聯在二階電路和可構成三階電路的子電路之間，當數字電位器R22的阻值很大時，可忽略三階電路成分，流量信號加速電路近似為二階電路，二階電路的典型傳遞函數如式(1-2)所示。當數字電位器R22的阻值不是很大時，即不可忽略可構成三階電路的子電路，該子電路使得流量信號加速電路為三階電路，其典型的傳遞函數如式(1-3)所示。

流量信號加速電路的最終傳遞函數由式(1-1)和式(1-3)相乘得到。當流量信號加速電路近似為二階電路時，得到的時域瞬態仿真圖如圖3所示。當流量信號加速電路為三階電路時，得到的時域瞬態仿真圖如圖12所示。從圖12中可以看出，通過標定單元100對第二數字電位器R22的參數掃描(即數字控制第二數字電位器使其取不同阻值、此時第一數字電位器R21阻值固定)，可以得到一族快慢不同的加速響應曲線S1’。圖中左半部分中曲線族S1’為電磁截止閥開啟時流量信號加速電路的輸出Vo的加速響應曲線，曲線S2為流量信號加速電路的輸入Vi的加速響應曲線，圖中右半部分中曲線族S3’為電磁截止閥關閉時流量信號加速電路的輸出Vo的加速響應曲線，曲線S4為流量信號加速電路的輸入Vi的加速響應曲線。與二階電路相比，三階電路在開啟瞬間具有更快的加速作用，同時引入尖峰過沖信號，過沖信號恰好補償了氣體開啟瞬間傳感器信號的滯后。

需要說明的是，本實施例的數字單位器R22也為帶有標準SPI通訊接口的數字電位器，數字電位器上的SDO、SCLK、DIN和SYNC是標準SPI通訊接口的4個信號線，其中SDO、SCLK和DIN是和第一實施例中的4個數字電位器共用的，SYNC是片選信號，SYNC5控制數字電位器R22是否被選中。在標定單元，當對數字電位器R22進行標定時，使用電纜線將圖7中的接插件XS1和圖8中的接插件XS2相連，使產品單元和標定單元連通。微處理器判斷接到有效指令后，通過控制片選信號SYNC5來選中數字電位器R22，然后將數字電位器R22寫入的阻值通過SPI通訊發送到數字電位器R22，標定完成后，電纜線拔除，數字電位器R22的標定阻值掉電不會丟失。

接下來將結合圖13對本發明第二實施例的獲取流量測量裝置最佳響應時間的方法進行說明。實現該方法的響應時間測試系統除流量測量裝置外，其余部分及連接關系與第一實施例相同，在此不再贅述。

本實施例的最佳響應時間的獲取方法先將數字電位器R22置為最大值，即使得流量信號加速電路近似為二階電路，然后通過對數字電位器R21的參數掃描，得到二階電路的最快且無過沖的R21阻值，然后固定R21阻值不變，對數字電位器R22進行參數掃描，可進一步加快響應時間，得到最終的響應時間最快且過沖可被接受的數字電位器R21和R22的電阻值。

請參見圖13，本實施例的最佳響應時間的獲取方法包括以下步驟：

S1：在管路上依次連接氣源、電磁截止閥和產品單元，打開電磁截止閥，使管路中氣體流量為產品單元的流量傳感器的滿量程流量。

S2：將第一數字電位器R21的阻值設為0，設置第一數字電位器的第一步進阻值；將第二數字電位器R22的阻值設為最大值，設置第二數字電位器的第二步進阻值；

S3：以第一步進阻值調節第一數字電位器R21的阻值，根據每次調節后產品單元的輸出信號確定流量測量響應時間最快且無過沖信號產生的第一數字電位器R21的阻值作為第一設定阻值。

具體地，本步驟包括：

S31：關閉電磁截止閥、之后重新開啟電磁截止閥；

S32：采集產品單元的輸出信號并計算出流量測量響應時間以及過沖信號的過沖量，記錄對應的第一數字電位器的阻值；

S33：判斷第一數字電位器的全部阻值是否已記錄，若是執行步驟S34，否則執行步驟S35；

S34：選取過沖量為0且流量測量響應時間最快的第一數字電位器的阻值作為第一設定阻值；

S35：將第一數字電位器的阻值增加第一步進阻值并執行步驟S31。

至此，第一數字電位器的阻值固定，接下來將調節第二數字電位器的阻值。

S4：以第二步進阻值調節第二數字電位器的阻值，根據每次調節后產品單元的輸出信號確定產生過沖信號且過沖量在預定范圍內的第二數字電位器的阻值作為第二設定阻值。

本步驟中，具體包括：

S41：將第二數字電位器的阻值減小第二步進阻值；

S42：關閉電磁截止閥、之后重新開啟電磁截止閥；

S43：采集產品單元的輸出信號并計算出響應時間以及過沖信號的過沖量，并記錄對應的第二數字電位器的阻值；

S44：判斷過沖量是否在預定范圍內，若是執行步驟S41，否則執行步驟S45；

由于數字電位器R22的阻值越小，流量信號加速電路的響應速度越快，因此在過沖量在允許范圍內的情況下，希望數字電位器R22的阻值盡可能小。

S45：選取上一次記錄的第二數字電位器的阻值作為第二設定阻值。

如果過沖信號的過沖量超出了允許范圍，那么選取上一次記錄的第二數字電位器的阻值，當第二數字電位器設置為該阻值時，過沖量在允許范圍內且響應速度最快。

S5：將第一數字電位器的阻值設置為該第一設定阻值，將第二數字電位器的阻值設置為該第二設定阻值。

通過標定單元將第一設定阻值寫入第一數字電位器，將第二設定阻值寫入第二數字電位器，實現流量測量單元的快速響應及允許范圍內的過沖量。

執行一次上述方法可獲取通入某種氣體時流量測量裝置最佳響應時間對應的數字電位器R21和R22的阻值，如果流量測量裝置需要通入多種不同種類的氣體，可以每一種氣體按上述方法獲取一組數字電位器R21和R22阻值，這些阻值可存入上位機，當客戶使用不同氣體時，通過上位機和標定單元將該種氣體對應的數字電位器R21和R22的阻值寫入產品單元即可使用。

綜上所述，本發明通過將流量測量裝置分為產品單元和標定單元，在產品單元中設置包含二階甚至三階電路的流量信號加速電路并通過數字電位器調節流量信號加速電路的輸出，使得產品相對于現有熱式質量流量計在響應時間指標方面有很大提高，氮氣實測響應時間可達到200ms。本發明的流量測量裝置在在精度、線性、溫度性能、抗振動性能方面均優于現有模擬式質量流量計；在成本方面優于現有數字式質量流量計。此外，本發明還提供了一種自動獲取流量測量的最佳響應時間的方法，降低了人工成本和人為操作出錯的概率。進一步地，可測試多種不同氣體，即使氣體密度有較大差異，也可通過標定單元配置不同的電路參數來獲取最佳的響應時間。

雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然所述諸多實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發明所主張的保護范圍應以權利要求書所述為準。