智能气体涡轮流量计的研究与开发

发布时间：2017-10-26 10:38

  本文关键词：智能气体涡轮流量计的研究与开发

  更多相关文章： 涡轮流量计 MSP430F169 自动增益控制 温压补偿 低功耗

【摘要】：随着科技进步和经济发展,资源的合理有效利用显得尤为重要,流量测量在工业生产、能源计量、交通运输、生物技术等领域中处于不可替代的位置,因此,人们对流量测量仪表的性能要求、需求量变得越来越大。涡轮流量计,是速度式仪表,它在流量测量仪表中占有重要的地位。本文采用模块化的方法进行硬件设计。本着小型化、智能化、低功耗、抗干扰能力强的原则,研究开发了一款采用TI公司生产的MSP430F169单片机作为控制核心的气体涡轮流量计,该流量计能够对气体流量进行实时补偿,仪表测量精度有了一定的提高。在单片机、外围器件的选型以及软件编程中采用低功耗的设计,同时,加入了自动增益控制技术(AGC),使流量计有足够大的动态范围来处理不同强度的信号。加入温压补偿功能,在PCB板设计时加入抗干扰设计。通讯方面选择RS485方式,液晶显示和按键设计方便用户的操作。软件部分采取模块化编程,分类别的介绍了各模块的实现方法,最终与硬件电路组合起来进行整机调试。本系统的实验和调试结果显示,该系统达到流量计量的目的,系统的结构合理,功能完善,硬件和软件设计达到了预期要求,信号采集良好、工作较稳定、实时性好、抗干扰能力强、功耗低、精度满足要求。
【关键词】：涡轮流量计 MSP430F169 自动增益控制 温压补偿 低功耗
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH814
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 概述9
• 1.2 流量计国内外发展现状及方向9-10
• 1.3 涡轮流量计的特点10-11
• 1.4 本文研究内容11-13
• 第二章 气体涡轮流量计概述13-17
• 2.1 气体涡轮流量计工作原理13-15
• 2.2 气体涡轮流量计存在问题及解决办法15-17
• 2.2.1 气体涡轮流量计存在问题15
• 2.2.2 气体涡轮流量计存在问题的解决办法15-17
• 第三章 温压补偿技术的研究17-24
• 3.1 温压补偿的必要性17
• 3.2 温压补偿涉及的重要参数17-19
• 3.2.1 仪表系数17-18
• 3.2.2 压缩系数18-19
• 3.3 温压补偿方法的讨论19-21
• 3.4 一般干性气体和一般湿性气体温压补偿的数学模型建立21-23
• 3.5 通用数学模型的合理性及优势分析23
• 3.6 本章小结23-24
• 第四章 自动增益控制（AGC）24-31
• 4.1 AGC概述24
• 4.2 AGC电路设计24-27
• 4.3 AGC回路实现方法及测试27-31
• 4.3.1 实现方法27-29
• 4.3.2 测试结果及分析29-31
• 第五章 气体涡轮流量计的硬件设计31-46
• 5.1 硬件整体结构31-32
• 5.2 电源电路设计32-33
• 5.3 信号处理电路设计33-35
• 5.4 温压检测电路设计35-38
• 5.5 RS485电路设计38-39
• 5.6 流量信号输出电路设计39-41
• 5.7 系统必要外围电路41-44
• 5.7.1 JTAG接口电路设计41
• 5.7.2 按键电路设计41-42
• 5.7.3 LCD液晶显示电路设计42-43
• 5.7.4 时钟以及外部存储电路设计43-44
• 5.8 硬件PCB抗干扰设计44-45
• 5.9 本章小结45-46
• 第六章 系统软件设计46-53
• 6.1 软件设计概述46-47
• 6.2 计算模块程序设计47-48
• 6.3 按键模块程序设计48-50
• 6.4 RS485程序模块设计50
• 6.5 液晶显示主界面模块设计50-52
• 6.6 系统低功耗设计52
• 6.7 本章小结52-53
• 第七章 调试与实验结果分析53-61
• 7.1 PCB板调试概述53-55
• 7.2 单板调试55-59
• 7.2.1 信号处理电路小板测试55-58
• 7.2.2 其他模块电路测试58-59
• 7.3 整机测试及结果分析59-61
• 第八章 总结61-62
• 参考文献62-65
• 发表论文和科研情况说明65-66
• 致谢66-67

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本文编号：1098332