低功耗数字流量计的研制.pdfVIP

棒华新等 ：低功耗数字流量计的研觏 低功耗数字流量计的研制 TheResearchofLow——PowerDigitalFlowMeter 林华新 赵伟 国 (中山市质量计量监督检测所，广东 中山528403) 摘 要：本文介绍了一种低功耗数字流量计，它采用了MSP430单片机技术，实现传感器信号的采集、处理并显示。该流量计具有修正仪表系数、功耗 低、体积小的特点，经过检定，精度达到 1％。 关键词 ：MSP430；低功耗 ；涡轮流量计；--次仪表 1 引言 如图3信号采样电路和信号调理电路，涡轮传感器 近年来，流量测量技术有了突飞猛进的发展，各种不 产生的脉冲信号非常小，而且管道中流体流动可能会不 同测量原理，各种不同功能和结构设计的新星流量测量 稳定，从而使信号比较杂乱，因此需要放大和整形。图中 仪表在不断开发出。在新型流量测量仪表不断出现的同 涡轮传感器产生的脉冲信号通过运算放大器 (ⅡⅣ2242) 时，一些应用历史已经很长的传统流量测量仪表依然得 进行放大后，然后送到施密特触发器(74HC14)进行整形 到广泛得应用，继续在现代测量控制系统中发挥重要得 滤波后，再输出，从而得到便于单片机检测的干净的脉冲 作用。作为传统类型的流量计，如涡轮流量计、容积式流 波形 。 量计等，由于其价格低廉、技术成熟、测量准确度高，在市 场上仍然 占有很大的份额。为了提高这些传统流量计的 测量准确度、扩展测量范围，本研究课题采用单片机技 术 ，结合涡轮流量计的特性 ，设计了能修正仪表常数的低 功耗的二次仪表。 ⑩一 2 仪表的工作原理 涡轮流量计是一种速度式流量计 ，它主要 由涡轮、导 流器、壳体和磁电传感器等组成。当流体通过流量计时， 图2 系统的基本组成 推动涡轮使其以一定的转速旋转，而装在壳体外的传感 器输出脉冲信号的频率与涡轮的转速成正比。因此，设 计二次仪表以测定传感器的输出频率即可确定流体的流 量。如图 1涡轮流量计的工作原理图。 图3 信号采样 电路和信号调理 电路 3．2 数据存储电路 水流 一 由于MSP430F413的FLAILS存储器写操作只有 1000 ， 、 次左右，及要保持仪表常数、用户累积流量等数据，为此 采用 了美 国 Ramtron公 司的数 据存储 器 FM24CLO4， 涡轮传感器 FM24CI．i)4的存储容量为4KB，100亿次的读写次数外部， 在85cc下掉电数据保持 1O年，写数据无延时，先进的高 图 1 涡轮流量计的工作原理图 可靠的铁电制造工艺，从而保证了数据的存储可靠。同 3 硬件组成 时FM24CL04接 口为串行总线方式，这样节省了与单片 以MSP430F413单片机为核心，加上信号采集调理电 机的接 口，简化了系统结构。 路，液晶显示，外部存储器，按键 电路等构成了仪表的基 3．3 液晶显示电路 本框架，如图2系统的基本组成。 MSP430F413内置96字段的LCD驱动器可以直接驱 3．1 信号采集调理电路