該 智能流量積算儀 的工作原理圖如圖1所示。其系統(tǒng)控制器選用美國(guó)TI公司生產(chǎn)的單片機(jī)ABG149。430系列單片機(jī)因其低功耗已廣泛應(yīng)用于儀器儀表行業(yè),特別適用于市電供給困難的場(chǎng)合,可長(zhǎng)期使用干電池供電。
由傳感器檢測(cè)到的孔板上游側(cè)氣流**靜壓、氣流流經(jīng)孔板產(chǎn)生的差壓和氣流溫度值經(jīng)模擬開(kāi)關(guān)選擇放大后,由單片機(jī)自帶的12位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果由CPU按一定的數(shù)學(xué)模型[2]進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算和補(bǔ)償,得到瞬時(shí)流量值和氣體總量。計(jì)算結(jié)果進(jìn)行保存,并通過(guò)液晶屏顯示,也可通過(guò)外圍電路按其他方式輸出。本積算儀還可通過(guò)485接口與上位機(jī)之間進(jìn)行通信而作為一個(gè)較大范圍內(nèi)的流量計(jì)量關(guān)系系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)可采用內(nèi)部3.6V的鋰電池和外部24V電源兩種供電方式。在正常計(jì)量時(shí)采用內(nèi)部電池供電;當(dāng)用戶需要輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)采用24V的外電源供電。2 主要特點(diǎn)2.1 低功耗設(shè)計(jì)選用的430系列單片機(jī)是一種低電壓(1.8V~3.6V)、低工作電流(在1MHz時(shí)為0.1~400 )、具有5種省電模式的超低功耗微控制器[3][4];外圍電路基本采用微功耗的貼片式CMOS芯片,使得整機(jī)*大工作電流小于380 ,基本保證使用1節(jié)3.6V鋰電池(5Ah)供電儀表就能持續(xù)正常工作1.5~2年。
2.2 計(jì)量準(zhǔn)確壓力、差壓傳感器選用的是高靈敏度、高可靠性的壓阻式傳感器,傳感器橋路外帶零點(diǎn)溫度補(bǔ)償電阻;流量的計(jì)算模型符合標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定,相關(guān)參數(shù)具有相應(yīng)的實(shí)時(shí)溫壓補(bǔ)償;計(jì)算時(shí)全部采用5字節(jié)的浮點(diǎn)數(shù),計(jì)算精度在±0.1%以內(nèi),即使在極限情況下,其計(jì)算精度也能達(dá)到≤±0.2%。
2.3 功能齊全,用戶界面友好可提供4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào),0~1000Hz的頻率信號(hào)或脈沖信號(hào);流量的歷史記錄可查詢;可通過(guò)RS-485接口與上位機(jī)通信,便于集中管理;或與專用M 配套,利用電話網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成自動(dòng)讀表與管理系統(tǒng);采用LCD顯示流量、溫度、壓力和差壓值,還能顯示電池余量,具有電池失壓報(bào)警功能;4個(gè)按鍵可以完成參數(shù)設(shè)置、功能切換、實(shí)時(shí)測(cè)量、在線標(biāo)定等多種功能,操作簡(jiǎn)單、直觀。