根據(jù)流量計設計要實現(xiàn)的功能,智能金屬管浮子流量計的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)方案如圖2.1所示:
本系統(tǒng)主要分為三部分:信號采集模塊、信號處理模塊以及輸出和顯示模塊,下面將對這三個模塊進行簡要介紹。
(1)信號采集模塊:此模塊用來實現(xiàn)信號采集功能,系統(tǒng)中核心要采集的是流量信號,除此之外,還需要采集溫度和壓力信號。這是因為當被測流體為蒸汽時,其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準確計算出流體的流量,必須要考慮溫度和壓力變化對流體密度的影響。因此,設計中要實現(xiàn)流量、溫度以及壓力三種信號的采集。
(2)信號處理模塊:信號處理模塊的基本功能是實現(xiàn)信號的放大、濾波以及A/D轉換。此外,系統(tǒng)中采用微控制器MSP430F149對采集信號進行計算、補償,線性化等智能化處理。
(3)輸出及顯示模塊:設計中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數(shù)值,并將流量信號轉換為4?20mA工業(yè)標準電流信號輸出。同時,使用LCD實時顯示瞬時流量和累積流量,最后將金屬管浮子流量計測量結果通過CAN總線傳送給上位機顯示。
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