Время работы определяется внутренним сопротивлением батарейки, которое растет в процессе разряда. И "батарейка села", это значит что внутреннее сопротивление стало слишком большим для девайса. К примеру батарейка из фонарика, спокойно может еще долго работать в часах.
Мерять лучше на шунте включенного в цепь ООС операционника. Пишете в e-mail, написую схему, если надо.

И скорость у вас, ИМХО мягко говоря перебор.