寶德流量計測量系統與規格參數各有那些

    寶德流量計流量測試是現代農業的關鍵技術之一, 為了提高流量測試系統的測試精度, 對電容式渦街流量測試系統進行了研究, 設計了電容式渦街流量測試系統的二次儀表硬件電路部分, 其中包括由前置放大電路、濾波電路、整形電路組成的信號調理電路、以功耗微處理器MSP430F149單片機為的按鍵接口電路、LCD顯示接口電路以及二次儀表供電電路。此外, 開發了電容式渦街流量測試系統的軟件部分, 包括監控系統程序設計、鍵盤中斷服務子程序設計、液晶顯示子程序組成的人機界面程序設計、信號采集與處理程序設計。試驗結果表明, 該電容式渦街流量信號測試系統能夠地實現流量信號的測試與處理, 在農業中有廣泛的實用價值。

    電容式渦街流量計具有精度高、量程比較寬、線性度較好、壓力損失小、性能、測量元件結構簡單、使用壽命長、安裝維護方便、適用于各種介質等一系列, 在農業的計量檢測中正在發揮越來越大的作用, 有著廣泛的應用前景, 因此研究電容式渦街流量計將具有重要的意義[1,2,3,4]。

    寶德流量計灌溉用的電容式渦街流量測試系統, 該系統的硬件電路包括信號處理電路、接口電路、供電電路, 軟件部分由主程序、鍵盤中斷服務子程序、液晶顯示子程序、信號采集與處理程序組成。測試結果表明, 該系統具有功耗、的特點, 在農業領域具有廣闊的市場應用前景。

    1、硬件部分的設計：

    流量傳感器將檢測到的渦街信號經信號調理后傳送到單片機, 讀入捕獲的時間, 獲得信號頻率, 再根據儀表參數, 可以計算出瞬時流量值、累積流量值, 送到的RAM數據緩沖區供LCD實時顯示。

    1. 1、信號處理電路：

    環行電路輸出的信號于m V級, 若直接采用此信號, 則不能滿足單片機輸入信號要求, 因此須要對采集到的信號進行放大處理。具體電路是一個恒流源式雙入單出差動放大電路, 這種電路對抑制零點漂移更為有利。傳感器得到的信號中往往夾雜著許多噪聲信號, 為了盡可能消除噪聲的干擾以獲得頻率為 ω 的近似正弦波, 設計濾波電路采用的是無限增益多路反饋二階濾波電路, 該電路與其他有源二階的過渡帶相比變窄, 衰減斜率的值加大, 有助于改善 ω 附近的頻率特性。信號由上述放大濾波電路后, 得到的信號并不是的方波信號, 為了便于單片機計數, 需要對信號進行整形處理。在電路設計中采用施密特觸發器對信號波形進行整形, 整形電路通過施密特觸發器電路產生方波信號。電路中通過設置可調電位器的阻值, 可以設定門限電壓, 將輸入信號轉換成脈沖信號輸入MSP430F149 單片機的P1. 1 端口, 利用P1. 1 端口可以設置為捕獲方式以獲取流量信號頻率。

    1. 2、鍵盤接口電路：

    采用獨立式鍵盤來修改流量測試現場的相關參數值, 利用MSP430 單片機的I/O端口來設計鍵盤電路。它的6 組端口的8 個I/O管腳都可以單獨設置成輸入和輸出, P2 端口可以單獨設置為中斷或只讀口分別與P2. 0 ~ P2. 4 連接。鍵盤由返回鍵、右移鍵、增1 鍵、左移鍵、修改鍵組成。當修改鍵有按鍵動作時, 觸發鍵盤中斷, 其他按鍵不響應中斷。當進入中斷后, 按下其他任意鍵使得對應P2 口由100 Ω 和1 kΩ 2 個電阻對3. 3 V分壓為高電平3 V, 彈起鍵時對應P2 口為電平0, 以此作為鍵盤掃描判斷。

    1. 3、顯示電路：

    采用功耗點陣式字符液晶顯示器NOKIA5110, 此液晶具有電壓供電方式, 可選擇3. 3Vcc和5Vcc的電壓供電。液晶內部采用PCD8544, 設計為48 行84 列的圖形顯示, 所有的顯示功能集成在1 塊芯片上, 包括LCD電壓及偏置電壓發生器, 只需很少外部元件且功耗小, 正常顯示時的工作電流在200 μA以下, 且具有掉電模式。芯片的2、3、4 腳同單片機P4. 0、P4. 1、P4. 2 相連, 使用內部振蕩器時令6 腳接高電平, 8引腳所接電容是起延時作用, 由于它影響掉電時屏幕上信息消失速度的快慢, 通常選0. 1 ~ 10. 0 μF。

    1. 4、電源電路：

    寶德流量計該單片機的工作電源一般是1. 8 ~ 3. 6 V, 并且功耗極, 電池電壓通過W7805 轉換成+ 5 V電源。該芯片輸入5 V, 輸出電壓為3. 3 V, 電流為800 m A, 能滿足大多數功耗應用場合的要求。

    2、系統的軟件設計：

    系統的軟件包括主程序、各中斷服務子程序。系統開機后進入初始化, 分別對MSP430 的看門狗和晶振、鍵盤I/O口中斷、定時器A和定時器B初始化。當有中斷觸發時, 由中斷服務子程序完成響應, 否則系統一直處于功耗模式的休眠狀態[5]。

    2. 1、鍵盤中斷服務子程序：

    寶德流量計鍵盤在系統中的作用是根據不同的情況對相關參數進行修改, 實現人機對話, 本系統鍵盤中共采用5 個按鍵: key0: 返回鍵, key1: 右移鍵, key2: 增1 鍵, key3: 左移鍵, key4: 修改鍵。鍵盤中斷子程序流程見圖1, 由修改鍵觸發鍵盤中斷, 響應中斷后, 系統關閉其他的所有中斷, 進入系統設置界面。掃描鍵盤是否有鍵按下, 如有鍵按下, 查詢鍵碼; 如果是左移鍵, 光標進行左移操作; 如果是右移鍵, 光標進行右移操作; 如果是增加鍵, 當前位進行加1 操作; 如果是返回鍵, 保存修改參數, 返回正常顯示頁面, 打開所有中斷, 中斷返回。