涡轮流量计实时检测方法的研究与设计

发布时间：2017-07-03 23:18

  本文关键词：涡轮流量计实时检测方法的研究与设计

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【摘要】：涡轮流量计具有精度高、功耗低、重量轻、抗干扰能力强、工作可靠、价格便宜、安装方便等特性,在环境工程、工业工程、生产制造、能源计量及储运、生物制药、航空航天等有着广泛的应用。随着技术的发展,人们对流量测量的实时性要求越来越高,传统的单位时间内对脉冲计数的涡轮流量计已经不能满足人们的需求,本文针对这一情况,首先研究并探讨了频率的各种检测方法,分别介绍了计数法、周期法和多周期同步测量法,通过对误差和使用条件的分析,在本系统中确定了使用周期法进行测量;在原来一周期测量的基础上,增加了半周期和四分之一周期测量方案并设计相应的软硬件模块;在相同的单位时间内,半周期和四分之一周期测量所得到的瞬时流量,分别是一周期所得瞬时流量的二倍和四倍,进一步提高了测量速度。其次,为了增强系统的抗干扰性,在本系统中,选用了ATMEL公司MEGA系列的高端单片机ATmega16作为本设计的微控制器。在硬件系统方面,详细介绍了系统的整体设计方案。设计了基于LM324的低通滤波电路和基于AD620的信号预处理放大电路。为了测量半周期设计了过零检测电路;为测量四分之一周期设计了整形电路;为了增强通讯抗干扰性,研究并改进了原通讯模块电路;为了满足不同数据的显示要求,设计了显示模块,采用LCD液晶显示。根据实际需要对原电源电路进行了研究和电路改进,增加了备用电源供电,进一步提高了电源模块的功能和可靠性。在硬件与软件的设计中融入多种抗干扰技术,使得系统的可靠性有一定程度的提高;最后,通过实验和测试,给出了部分实验数据和现场测试数据,并展望了系统接下来的设计与研究方向。
【关键词】：ATmega16单片机 涡轮流量计 频率测量 抗干扰性
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH814
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 研究背景6-7
• 1.2 涡轮流量计的发展历程、工作原理及注意事项7-10
• 1.2.1 涡轮流量计发展历程7-8
• 1.2.2 涡轮流量计的工作原理及优缺点8-9
• 1.2.3 涡轮流量计常见的注意事项9-10
• 1.3 涡轮流量计的研究现状10-11
• 1.4 研究意义11
• 1.5 本文主要内容11-12
• 第二章 频率检测方法的研究与抗干扰技术概述12-27
• 2.1 流量检测涉及的主要参数12-13
• 2.2 目前主要用于涡轮流量计测量流量的方法13
• 2.3 几种频率测量方法的研究与分析13-21
• 2.3.1 电子计数法14-15
• 2.3.2 周期法15-17
• 2.3.3 多周期同步法17-19
• 2.3.4 差拍法19-20
• 2.3.5 总结与分析20-21
• 2.4 抗干扰技术概述21-26
• 2.4.1 硬件抗干扰技术21-25
• 2.4.2 软件抗干扰技术25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 系统硬件设计27-55
• 3.1 系统整体设计27-28
• 3.2 系统硬件的总体方案图28
• 3.3 系统硬件电路设计28-54
• 3.3.1 涡轮流量计输出信号28-29
• 3.3.2 低通滤波电路29-30
• 3.3.3 信号预处理放大电路30-34
• 3.3.4 过零检测电路34-35
• 3.3.5 整形电路35-37
• 3.3.6 AVR单片机特点及应用37-42
• 3.3.7 ADC应用模块设计42-44
• 3.3.8 通信模块电路设计44-47
• 3.3.9 显示和按键模块电路设计47-52
• 3.3.10 系统电源电路52-53
• 3.3.11 硬件抗干扰措施53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 系统软件设计55-68
• 4.1 软件设计概述55
• 4.2 下位机软件设计55-67
• 4.2.1 系统主程序的流程55-56
• 4.2.2 流量一周期信号测量的流程56-57
• 4.2.3 流量半周期信号测量的流程57-58
• 4.2.4 流量信号 1/4 周期测量的流程58-62
• 4.2.5 通讯模块的流程62-64
• 4.2.6 显示模块的流程64-65
• 4.2.7 按键模块的流程65-66
• 4.2.8 软件抗干扰措施66-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 测试与总结展望68-72
• 5.1 实验与测试68-71
• 5.2 结论与展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-75
• 附录1 电路原理图75-76
• 附录2 PCB电路图76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 虞日跃 ,史洪源;RS-485总线的理论与实践[J];电子技术应用;2001年11期

2 梁文海;;用单片机实现双计数器多周期同步法频率测量[J];现代电子技术;2007年07期

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本文编号：515567