通用型流量傳感器智能處理單元的研究.pdf

1、流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)過程、能源儲(chǔ)運(yùn)核算、環(huán)境保護(hù)、生物技術(shù)、國防建設(shè)、科學(xué)研究等諸方面發(fā)揮著不可或缺的作用. 輸出頻率信號(hào)的流量計(jì),如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)和帶發(fā)信裝置的容積式流量計(jì)(如羅茨流量計(jì))等產(chǎn)品的使用數(shù)量在所有流量計(jì)中占有很大優(yōu)勢(shì).但這些流量計(jì)傳感器的結(jié)構(gòu)原理、信號(hào)的產(chǎn)生方式各不相同,傳感器工作的頻率不同因而測量范圍也不同,而且傳感器的非線型特點(diǎn)也不一樣,此外由于測量的流體不同,它們對(duì)溫度壓力補(bǔ)償?shù)囊笠膊灰粯?于是不同的

2、流量計(jì)就需要不同的處理方式,精度、量程等技術(shù)參數(shù)不具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn). 針對(duì)輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)存在的以上問題,本文主要完成了以下具有一定創(chuàng)新意義的工作: 1.設(shè)計(jì)出了通用型流量傳感器智能處理單元硬件系統(tǒng).該系統(tǒng)主要由微處理器、液晶顯示器、壓流變換模塊、溫度壓力采集電路、按鍵及其周邊電路構(gòu)成.具有現(xiàn)場顯示和信號(hào)遠(yuǎn)傳功能.硬件系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計(jì). 該系統(tǒng)可顯示流量、溫度、壓力、頻率、儀表系數(shù)等眾多參數(shù). 2.設(shè)

3、計(jì)出了通用型流量傳感器智能單元的軟件系統(tǒng).引入實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)理念,實(shí)現(xiàn)在線修改儀表系數(shù)同時(shí),流量計(jì)量照常進(jìn)行.對(duì)于脈沖數(shù)據(jù)的采集,采用新的采集計(jì)算方法,拓寬了測量范圍(0～65535Hz),提高了測量精度.軟件具有可修改參數(shù)值、可增刪參數(shù)變量的個(gè)數(shù)(儀表系數(shù)在6點(diǎn)范圍內(nèi)可方便修改點(diǎn)數(shù))功能,適合不同流量計(jì)的要求. 3.采用C語言編程,發(fā)揮了C語言可移植型強(qiáng)、軟件升級(jí)快的特點(diǎn).重點(diǎn)解決了微處理器的浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算精度過低問題.

4、 4.硬件可長時(shí)間儲(chǔ)存各類參數(shù)和累計(jì)流量.對(duì)累計(jì)流量存儲(chǔ),采用動(dòng)態(tài)算法,充分而合理地延長了EEPROM的讀寫次數(shù),使用壽命達(dá)15年以上. 5.分析傳感器的非線型特點(diǎn),提出一種通用的精度補(bǔ)償算法,減小傳感器的誤差,有效提高流量計(jì)的測量精度. 6.實(shí)現(xiàn)了溫度壓力數(shù)據(jù)的采集轉(zhuǎn)換并用于流量補(bǔ)償,提高了計(jì)量精度. 通過在天津大學(xué)流量實(shí)驗(yàn)室得到的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),證明本課題研究的流量智能處理單元具有高精度,寬量程,低功耗及可靠