基于MSP430的低功耗涡街流量计.PDF

维普资讯 《自动化仪表》第24卷第 ll期 2003年 l1月 基于 MSP430的低功耗涡街流量计 MSP430BasedVortexFlowmeterW ithLow PowerConsumption 防砻得 互 谊 (合肥工业大学工业 自动化所 ，合肥 230009) 摘 要 介绍 r以超低功耗 l6位 片机 MSP430为核心 、采用微低功耗的集成电路和贴片元器 件构成的涡街流 量计系统及设计 。以 高性能 电池作为电源 ．具有性价 比高 、功耗低 、抗 干扰能力强 、使用寿命 长等特点 。 关键 词 涡街流量 汁 低功耗 片机 贴片器件 Abslraet 3hedesignofvortexflo~metersystem withlow powerconsumptionisintroduced．3heflowmeteriscomposedofMSP430，allultra—low power corrsumptionsinglechip computer。asthekernelandmicro-low powerconsumption IC aswellas stick—on components．Thesystem adoptshigh perfor— inancebatteryas hteIcxJwersupplyandfeatureshighcosteffectiveness，low powereonstmlption，highanti—interferencecapabilityandlong operationlife— time． Key words Vortexflowmeter LDw po werconsumption Singlechipcomputer Stick—oncompo nent 较微弱 ，同时受外界因素影 响，信号可能携带 噪声 ，所 1 概述 以电路配置 了有源滤波 电路和放大 电路 ，然后进行 A／ 涡街流量 计 ，又称 卡 门旋 涡流量 计 ，具 有结构 简 D转换 ，送入 MSP430单片机 ；另外涡街信 号还受环境 单 、性能可靠 、使用寿命长 、量程范围宽等优点 ，因此有 温度或压力影响，所 以在 电路 中设置 了温度或压力标 着广泛 的应用 。涡街流量计 的种类很 多 ，但其基 本原 准信号输入 ，作涡街信号的温度或压力补偿 。整个 电 理都是一样 ，是利用流体 自然振动原理制成 的一种旋 路体系呈现非常 明显的微低功耗特色 。 涡分离流量计 当流体 以足够大 的流速流过垂直于流 2．1 MSP430单片机 体流 向的物体时 ，若该物体的几何尺寸适 当，则在物体 MSP430具 有 超 低 电流 消耗 特 点 可在 电压 降至 的后面沿两条平行直线 产生整齐排列 、转 向相反 的旋 2．5V情况下工作 ，它的其他功能可参 阅相关资料 。在 涡列 。旋涡列的个数 ，即涡街频率与流体 的流速成正 低功耗方面 ，MSP430具 有 5种工作 模式 ，而 且各种低 比，因此通过测量其旋涡频率 ，就可知道流 体的流速 ， 功耗工作模式 与活动模式之 间可快 速 由指 令进 行切 测 出流体流量 。详细推导过程 ，本文不再论述 ，可参 阅 换 。图2所示 的是各种模式 之 间的关系 。3V下满负 相关文献资料 。 载工作时的活动模式为 1．2mW；而最低功耗 的模式 4， 涡街频率是通过装在柱体 内部 的压 电晶体传感器 能耗仅为 0．3，tw，因此系统在运行时 ，根据涡街信号的 测量 的 ，经过 电荷放大器放大后变换 为脉 冲信号 。 由 变化率 ，选择不同的工作模式 ，以降低