基于MSP 430的智能懸浮單轉(zhuǎn)子流量計設計.pdf

1、懸浮單轉(zhuǎn)子流量計屬于容積式流量計,作為測量精度較高的流量儀表,常用于油品、化工產(chǎn)品等昂貴介質(zhì)的測量。本文針對蘭州某智能儀表有限公司生產(chǎn)的懸浮單轉(zhuǎn)子流量計存在功耗高、脈沖計數(shù)不準確、無法對儀表系數(shù)智能修正及輸出方式單一等功能缺陷的基礎之上,設計一種基于MSP430單片機的低功耗智能數(shù)字顯示表頭的懸浮單轉(zhuǎn)子流量計,主要內(nèi)容如下:
　　(1)對懸浮單轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)、工作原理、誤差特性等進行了分析,并探討了提高測量精度的措施;分析了溫度

2、和壓力對原油標準體積的影響,推導出了溫度-體積修正系數(shù)( KCF20)和壓力-體積修正系數(shù)( Cplm)的表達式,為溫壓補償提供了理論基礎。
　　(2)分析了流量計智能表頭的主要功耗來源,本著低功耗的原則,設計了懸浮單轉(zhuǎn)子流量計的硬件及軟件。采用MSP430F149單片機作為流量計的主控芯片,完成對脈沖信號、溫度信號、壓力信號的處理;通過RS485通訊模塊,實現(xiàn)流量計與上位機的通信;由于電流環(huán)在工業(yè)現(xiàn)場具有較好的抗干擾性能,設計了

3、4~20mA電流輸出模塊;針對在早期設計電源結(jié)構(gòu)時,采用簡單的方式完成電源供給電路的設計,致使電源轉(zhuǎn)換效率低,功率耗散大的問題,本文設計了三級電壓轉(zhuǎn)換電路,提高了電源轉(zhuǎn)換效率,降低了系統(tǒng)功耗。由于工業(yè)現(xiàn)場存在各種工頻信號的干擾,采用了看門狗及軟件濾波等軟硬件的抗干擾措施,提高懸浮單轉(zhuǎn)子流量計的可靠性及測量精度。
　　(3)針對懸浮單轉(zhuǎn)子流量計存在脈沖計數(shù)不準的問題,通過分析對比兩種經(jīng)典的脈沖計數(shù)方法(測頻法和測周法)的優(yōu)缺點,最終