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流量积算仪的设计理论和介绍
点击次数:243 发布时间:2017/11/29 打印本页面 返回
流量积算仪测量原理
 
  本文中介绍了一个用单片机设计的 流量积算仪 ,它能适用于各种介质,如气体、液体等,可测量热量,水冷,水热,所以又叫热量流量积算仪,水热/水冷流量积算仪,并能在全流程范围内进行非线性调节,用各种介质的标准仪表对该流量计进行检定后,即可使之成为该介质的流量计。
 
  流量计由流量传感器和流量积算仪两部分组成,流量传感器由旋涡发生体、传感器探头和产生输出信号的相关电子电路组成。
 
  当以一定流速流动介质遇到流量传感器的旋涡发生体时,旋涡产生的频率与流速成正比,因此与管道内的流量成正比,因此我们用单片机设计的流量积算仪,根据传感器送来的频率信号,进行累计,显示,并将累计流量和瞬时流量通过串行口通讯送到计算机中进行处理,如形成报表等。
 
  为使用仪表更加准确,我们可以通软件的方法使仪表非常精确,基本上可达到0.05%左右。首先在仪表出厂前,非用标准设置对该流量计进行检定后,即可记录在全流程范围内的若干段中,每段内单个频率的每秒流量系数。然后通过四个键的键盘设置流量参数,由单片机程序将系统全程的频率对应的每秒流量计算出来后,写入单片机的24C16中。
 
  正常测量时,根据不同的频率取出24C16中的相应每秒流量,送到单片机中经运算,得到当时的瞬时流量(米3/小时),并进行累计。
 
流量积算仪硬件电路原理
 
  1、硬件中的核心是ATMEL生产的AT89C51/LV51单片机,它是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机,片内带有一个4K字节的Flash可编程可擦除只读存储器,它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术,而且其输出引脚和指令系统都与MSC-51兼容。
 
  2、存储流量和参数,用的存储器是ATMEL生产的AT24C16系列,它是一种带有闪2K字节的可电擦除、可编程的只读存储器。通过单片机的P0.0和P0.1口与它的SDA和SCL分别相连,进行读写操作。
 
  3、一秒硬件复位电路,使用MC14060(十四位二进制计数器)、二个74HC132(两输入与非门)和二个双JK触发器CD4027,在CD4027的15脚形成一秒宽的时钟脉冲。
 
  4、CD4027的15脚接到RESET端,使单片机定时复位。单片机采用省电模式工作,每次输入、累计、显示处理后等待唤醒,这样工作功耗非常小。设置补偿系数时,复位脚正常连接。
 
  5、流量传感器的输入脉冲通过74HC393锁存(双四位二进制计数器)后,送入单片机的P2口。输入信号:脉冲信号(0~255)HZ
 
  6、在单片机内经过程序处理后,输出显示信号送到P1口(数据4位,选择信号4位)。连到12针的插座上。
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