积分分离式PID控制可以增强抗积分饱和功能，防止超调和振荡。其基本思想是：当偏差较大时，取消积分作用，只进行PD调节。只有当偏差在某范围内时，才加入积分作用，进行PID调节，其控制方程可导出为
Kp，Ki，Kd分别为控制器的比例、积分、微分系数；E为积分作用门限值，其值需根据控制精度在调试时最后确定。
虚拟仪器的软件设计及实现
系统软件采用模块化设计，可将不同测量内容设计成单独的功能模块。由主界面程序构成结构框架，各子模块分别完成一定的功能，在主界面程序或其它的子程序中调用。各功能模块间的独立性较强，一般都可单独调试、修改和移植。所以整个系统软件层次清晰、易于理解、便于修改、利于开发新功能。系统软件由气体压力的数据采集模块、温度的数据采集模块、活塞位移的数据采集模块、电机驱动和转速控制模块、压力补偿程序模块、测量数据的存贮和显示模块组成。图3为采用LabVIEW6.1开发的气体微流量测量虚拟仪器主界面。
图3气体微流量测量虚拟仪器主界面
不确定度分析
整个仪器的不确定度由以下部分合成，现分别阐述。
压力的测量不确定度
压力由电容薄膜规测量。根据国防科工委真空计量一级站对电容薄膜规的校准结果，压力测量的不确定度为0.8%。
活塞位移和时间的测量不确定度
位移由编码器测量。编码器每输出4096个脉冲，活塞前进2mm，其分辨力为0.5μm。流量测量中活塞的最大行程为36mm（对应73728个脉冲）。将活塞移动位移设定为73728个脉冲（即36mm），测量编码器实际输出的脉冲数为73726。由测量结果可知，活塞位移的测量不确定度为 △L/L=（2×2）/（4096×36）=0.0027% 时间的测量直接取自工控机的时钟，其精度为0.001.s。在测量流量时，流量的有效测量时间大于100s。这样，时间测量的不确定度小于0.001%。