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流量積算儀的設(shè)計理論和介紹
流量積算儀測量原理
本文中介紹了一個用單片機設(shè)計的 流量積算儀 ，它能適用于各種介質(zhì)，如氣體、液體等，可測量熱量，水冷，水熱，所以又叫熱量流量積算儀，水熱/水冷流量積算儀，并能在全流程范圍內(nèi)進(jìn)行非線性調(diào)節(jié)，用各種介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)儀表對該流量計進(jìn)行檢定后，即可使之成為該介質(zhì)的流量計。
流量計由流量傳感器和流量積算儀兩部分組成，流量傳感器由旋渦發(fā)生體、傳感器探頭和產(chǎn)生輸出信號的相關(guān)電子電路組成。
當(dāng)以一定流速流動介質(zhì)遇到流量傳感器的旋渦發(fā)生體時，旋渦產(chǎn)生的頻率與流速成正比，因此與管道內(nèi)的流量成正比，因此我們用單片機設(shè)計的流量積算儀，根據(jù)傳感器送來的頻率信號，進(jìn)行累計，顯示，并將累計流量和瞬時流量通過串行口通訊送到計算機中進(jìn)行處理，如形成報表等。
為使用儀表更加準(zhǔn)確，我們可以通軟件的方法使儀表非常，基本上可達(dá)到0.05%左右。首先在儀表出廠前，非用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置對該流量計進(jìn)行檢定后，即可記錄在全流程范圍內(nèi)的若干段中，每段內(nèi)單個頻率的每秒流量系數(shù)。然后通過四個鍵的鍵盤設(shè)置流量參數(shù)，由單片機程序?qū)⑾到y(tǒng)全程的頻率對應(yīng)的每秒流量計算出來后，寫入單片機的24C16中。
正常測量時，根據(jù)不同的頻率取出24C16中的相應(yīng)每秒流量，送到單片機中經(jīng)運算，得到當(dāng)時的瞬時流量(米3/小時)，并進(jìn)行累計。
流量積算儀硬件電路原理
1、硬件中的核心是ATMEL生產(chǎn)的AT89C51/LV51單片機，它是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個4K字節(jié)的Flash可編程可擦除只讀存儲器，它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC-51兼容。
2、存儲流量和參數(shù)，用的存儲器是ATMEL生產(chǎn)的AT24C16系列，它是一種帶有閃2K字節(jié)的可電擦除、可編程的只讀存儲器。通過單片機的P0.0和P0.1口與它的SDA和SCL分別相連，進(jìn)行讀寫操作。
3、一秒硬件復(fù)位電路，使用MC14060(十四位二進(jìn)制計數(shù)器)、二個74HC132(兩輸入與非門)和二個雙JK觸發(fā)器CD4027，在CD4027的15腳形成一秒寬的時鐘脈沖。
4、CD4027的15腳接到RESET端，使單片機定時復(fù)位。單片機采用省電模式工作，每次輸入、累計、顯示處理后等待喚醒，這樣工作功耗非常小。設(shè)置補償系數(shù)時，復(fù)位腳正常連接。
5、流量傳感器的輸入脈沖通過74HC393鎖存(雙四位二進(jìn)制計數(shù)器)后，送入單片機的P2口。輸入信號：脈沖信號(0~255)HZ
6、在單片機內(nèi)經(jīng)過程序處理后，輸出顯示信號送到P1口(數(shù)據(jù)4位，選擇信號4位)。連到12針的插座上。