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1、一種新型液體渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì)賀中華，等一種新型液體渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì)DesignoftheNewTypeofLiquidTurbineFlowMeter賀中華1魏支雄1鉗云山1糾一再1瀉馳2(重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所‘，重慶401121；重慶耐德工業(yè)股份有限公司2，重慶401121)摘要：鑒于常規(guī)脈沖式渦輪流量計(jì)對(duì)脈沖信號(hào)的測(cè)量與輸出的精度不高，設(shè)計(jì)了一種基于C8051F020單片機(jī)與HART總線的液體渦輪流量計(jì)。該流量計(jì)以C8051F020單片機(jī)為控制核心，采用軟硬件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了液體流量較高精度的測(cè)量和脈沖輸出。重點(diǎn)分析了硬件設(shè)計(jì)的測(cè)量模塊、HART模塊
2、和脈沖輸出模塊以及軟件設(shè)計(jì)的主函數(shù)和脈沖測(cè)量與輸出的流程圖，并給出了液體渦輪流星計(jì)在柴油標(biāo)準(zhǔn)裝置上的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果表明，該流量計(jì)累積流量基本誤差限為±O．2％，重復(fù)性小于0．06％，實(shí)現(xiàn)了較高的精度和可靠性，同時(shí)，HART通信正常、可靠性高。關(guān)鍵詞：C8051F020HART總線渦輪流量計(jì)重復(fù)性流量中圖分類號(hào)：TH814文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AAbstract：TheliquidturbineflowmeterbasedonC805lFD20singlechipcomputerandHARTbushasbeendesignedtoovercomethedisad．
3、vantageoflowaccuracyforpulsesignalmeasurementandORtputinconventionalturbineflowmeter．ThisflowmeteriscomposedofC8051F020as山econtrolcore；withthecombinationmethodofhardwareandsoftware-hishaccuratemeasurementandpulseoutputareimplementedforliquidflow．Themeasuringmodule-HARTmodule，andpul
4、seoutputmoduleofthehardware。aswellasthemainfunction。theflowchartsofpulsemeasurementandoutputinsoftwareareanalyzedemphatically；andthetestresultondieselstandarddeviceisgiven．Thetestresultsshowthatthebasicerrorlimitoftotalizedflowis±O．2％。therepeatabilityislessthan0．06％；highaccuracyand
5、reliabilityareimplementedandtheHARTcommunicationisnormalandhiighlyreliable．Keywords：C8051F020HARTbusTurbineflowmeterRepeatabilityFlowrate0引言渦輪流量計(jì)具有精度高、重復(fù)性好、測(cè)量范同廣和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，但工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣，干擾嚴(yán)重，且國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大量智能流量計(jì)采用傳統(tǒng)的C51系列單片機(jī)，在電路設(shè)計(jì)上需要擴(kuò)充大量的功能芯片，使抗干擾能力下降，影響了測(cè)量精度Hq1?，F(xiàn)利用C8051F020單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能型渦輪流量計(jì)，不但
6、保證了較高的脈沖測(cè)量與脈沖輸出精度，而且滿足HART通信與4—20mA輸出的低功耗要求。HART協(xié)議是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的通信，是可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放的通信協(xié)議，已在很多智能儀表中得到應(yīng)用。為滿足用戶的使用需要，系統(tǒng)增加了HART模塊，并設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)顯示、儀表系數(shù)與累計(jì)流量存儲(chǔ)和鍵盤管理的人機(jī)交互界面，以完成對(duì)液體的瞬時(shí)和累積流量的計(jì)量和監(jiān)控。重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所自立基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：09C0904)。修改稿收到日期：2010—07—05。第一作者賀中華，男。1981年生．2008年畢業(yè)于重慶郵電大學(xué)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置專業(yè)，荻
7、碩士學(xué)位，工程師；主要從事智能流量?jī)x表和嵌入式系統(tǒng)的研究?！蹲詣?dòng)化儀表》第31卷第12期2010年12月1硬件設(shè)計(jì)流量計(jì)采用總線供電，即流量計(jì)儀表表頭的工作電流要從4—20mA的總線上截取，且流量計(jì)儀表表頭的工作電流必須小于4mA，否則無(wú)法調(diào)整儀表的零點(diǎn)輸出。功耗問(wèn)題是流量計(jì)儀表表頭設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。解決這一問(wèn)題的主要方法是用兩個(gè)隔離的電源對(duì)流量計(jì)表頭進(jìn)行供電，即采用DC／DC模塊，使兩個(gè)電源在4—20rnA的總線上串聯(lián)T作，由DC／DC模塊隔離輸出端分擔(dān)部分功耗負(fù)載，確保4～20mA總線環(huán)路上的電流功耗小于3．5mA。這樣不僅解決了功耗問(wèn)題，而且還提高了流量
8、計(jì)的工作穩(wěn)定性。此外，流量計(jì)表頭均選用低功耗的核心元
