控制核心單元選用的是美國(guó)TI公司生產(chǎn)的單片機(jī)MSP430F435，圖4為整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖．靶式流量計(jì)系統(tǒng)控制器為～ 片MSP430F435單片機(jī)．外部模塊包括流量檢測(cè)、壓力檢測(cè)、溫度檢測(cè)、電源模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、標(biāo)準(zhǔn)電流輸出、時(shí)
鐘芯片等．靶式流量計(jì)流量信號(hào)由電渦流式傳感器檢測(cè)，通過信號(hào)處理電路輸出電壓信號(hào)．將此電壓信號(hào)送人單片機(jī)的A／D處理，計(jì)算得到相應(yīng)的瞬時(shí)流量和累積總量．再由單片機(jī)與AD420芯片進(jìn)行通信zui終將瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)化為4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，實(shí)現(xiàn)
流量信號(hào)的遠(yuǎn)傳．
溫度傳感器采用PtlO0鉑電阻溫度計(jì)，鉑電阻在很寬的范圍內(nèi)有相當(dāng)好的穩(wěn)定性，因此有*的復(fù)現(xiàn)性能，是作為精密溫度計(jì)的主要傳感器．壓力傳感器采用MPXIO型微型壓力傳感器．溫度和壓力傳感器采集得到的信號(hào)分別經(jīng)儀表放大器放大后送給單片機(jī)對(duì)流量進(jìn)行補(bǔ)償．MSP430單片機(jī)對(duì)傳感器采集的流量、溫度、壓力信號(hào)，進(jìn)行濾波、線性修正、密度補(bǔ)償?shù)葦?shù)字處理，并將zui后的瞬時(shí)流量、累積流量、溫度和壓力顯示在液晶屏上．

軟件設(shè)計(jì)
整體系統(tǒng)的軟件程序采用C語言編寫，軟件算法的設(shè)計(jì)以測(cè)量的性為主要目標(biāo)，其主要程序流程圖如圖5．系統(tǒng)的軟件部分主要包括信號(hào)采集、瞬時(shí)流量計(jì)算模塊、流量累積模塊、串行同步／異步模塊、顯示和按鍵處理模塊．瞬時(shí)流量計(jì)算模塊主要就是將A／D轉(zhuǎn)換后的流量信號(hào)，經(jīng)過壓力和溫度的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算出的瞬時(shí)流量值．流量累積模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，關(guān)系到整個(gè)儀表的精度．軟件設(shè)計(jì)思路采用1 S一次的定時(shí)中斷對(duì)瞬時(shí)流量進(jìn)行累積，實(shí)現(xiàn)流量的累積．為了能夠?qū)崿F(xiàn)流量信號(hào)的遠(yuǎn)傳需要將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20 mA 的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，也就是標(biāo)準(zhǔn)電流輸出單元．本單元的核心部分是采用AD420芯片來實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)通過串行同步／異步模塊（USART），然后再經(jīng)過AD420轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA電流信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸 ．按鍵處理模塊主要是使LCD液晶具有瞬時(shí)流量和累積流量的切換顯示功能．

試驗(yàn)在音速噴嘴檢測(cè)裝置上進(jìn)行．音速噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，它的精度高、復(fù)現(xiàn)性好、性能穩(wěn)定，因而被廣泛地應(yīng)用于各種氣體流量計(jì)的檢測(cè)和校準(zhǔn)n ，其檢測(cè)精度為0．2 ．對(duì)靶式流量計(jì)進(jìn)行了多次檢測(cè)，這里取3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為24．96℃ ，大氣壓為100．57 kPa，管道直徑DN50．實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1，并將表1的數(shù)據(jù)畫成曲線圖?？梢钥闯?，電壓與流量之間具有較好的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣我們就可以根據(jù)輸出的電壓來檢測(cè)流場(chǎng)中的流量．并且在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)氣體流量相同時(shí)，三組實(shí)驗(yàn)的輸出電壓值也基本相同，即三組實(shí)驗(yàn)的輸出電壓重復(fù)性較好．這就表明運(yùn)用電渦流傳感器測(cè)量氣體流量是可行的．
流量計(jì)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)方程通常描述成Q一廠（U），Q為流量，U為對(duì)應(yīng)變化的電壓．這里對(duì)實(shí)驗(yàn)中的*組數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合，并確定其擬合公式，建立流量傳感器的數(shù)學(xué)模型．如式（3）：Q =：=5O．038U 一3．6217 （3）單片機(jī)就可以根據(jù)電壓計(jì)算出流量值，再通過溫度和壓力的補(bǔ)償?shù)玫剿矔r(shí)流量．該靶式流量計(jì)所測(cè)量的流量與標(biāo)準(zhǔn)流量裝置之間的誤差。
從表2可以看到，該靶式流量計(jì)引用誤差均在1 以下，*符合一般工業(yè)管道流量的測(cè)量．相信在不斷的試驗(yàn)研究和改進(jìn)后，精度和量程比還可以進(jìn)一步提高．電渦流靶式流量計(jì)具有非常高的推廣和使用價(jià)值．

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