差压式流量计设计说明书

差压式流量计设计说明书差压式流量计设计说明书10/11一、流量测量的依据流量及差压换算公式依据流体力学公式，对于差压式流量计中流量和差压的关系式可以简化为PP0其中C即作为本设计中流量系数，修改C即可以修正Q及P的关系。0 0流量及电流换算公式0～1000L/min4～20mA，依据流体力学公式和信号转换特点有如下关系式：即可得到Q及I的关系式：500L/min，依据计算公式可知， I=500216+4=8 1000 二、差压式流量计的构造设计整体构造框图，如下图电容式差压传感器〔差动电容〕〔LRC振荡回路〕中，差动电容的容值变化将会导致振荡电路的振荡频率转变。f-V转换电路〔频率-电压转换电路〕NS公司生产的周密LM331LM331100dB0.1Hz时尚12位。LM331的输出驱动器承受集电极开路形等不同规律电路。LM3314.0V～40V之间，输出40VVCC短路。这里假设频率范围0～10KHz0～5V。Rs〔〕调理电路0～5V0.5s，1005ms200Hz。依据抗混叠滤波器设计原理:f k·fs k

fs

fk

为截止频率。m=12k=540Hz。50Hz25dB。N：20=1020s

-25=0.053l〔N

1

-1〕=

2.5502

=4.2355 2lg80 40

0.6021 N=5。3dB截止频率=2f=80=251rad/sc p则五阶巴特沃斯滤波器的传输函数为：〔= 1s5+3.236s4+4.236s3+4.236s2+3.236s+1 c c=

cc cc1

cc cc1.00310-12s5+8.15310-10s42.67910-7s36.724105s20.129s+1〕sallen-key拓扑构造即可设计出模拟电路构造，此处不再详述。A/D转换10ADAD转换的精度特点D后两位精度不高2C。这里可以有两种选择：A/D转换模块，且精度足12ADC模块。AD芯片。...仅需一个通道就能满足功能。AD芯片最ADAD977A。DSP选型DSP选择的主要指标有如下几点：1632位均可。100MHzDSP几乎都能满足数据处理要求。功耗。TMS320C5000系列为低功耗系列，本设计没有功耗要求。FIR滤波。I/O引脚数一般也能到达要求。资料丰富程度，使用普及度。TMS320F2812资料多，应用广泛。JTAG口，便于调试。5404、5502是最低功耗的；TMS320C20232810、TMS320F2812DSP芯片AD接口电路4.6VAD977A芯片资料后得知，V =4.0V，假设直接相连，也能使用，但为了安全起见，使用SN74LVTH245A转OHmin换电平后连接。具体连接如下图，其中/OE为低电平使能端，DIR为电平转换DSPI/O口进展掌握。4～20mA电流信号进展输出应选D/A12D/AAD8522，它使用0～V供电，VVVP相连省去了电平转换过程。3.3V的EEPROM进展存储，连接如图。总体电路图三、差压式流量计的软件设计系统程序框图如图，本设计主要包含初始化程序、AD采集程序、数字滤波程序、流量计232通讯程序。DSP系统初始化、各器件工作状态初始化以及从AD977A的参考电源等工作。TMS320F2812DSPAD977A采集信号和转换结果数据传输。质量。EEPROM—流量数值转换，先计算出瞬时流量，将瞬时流量叠加可得到累计流量。量系数、显示设置、检测次数和累计流量的存储结果。232〔232D采集定时器中断的优先级EEPROM中读出这些值，作出相应变化。0.5s〔系统周期更一次流量显示数值。数字滤波局部设计FIR、IIR两种滤波形式，这里考虑到信号特点和设计要求，FIR型数字滤波。MATLAB中的滤波器设计和分析工具进展关心设计。15阶，低通滤波器，承受窗函数的方法进展设计，窗FIR3dB25dB，觉察汉宁窗更符合FIR滤波器设计。滤波器的的系数如上图所示。再将MATLABTargets〔DSP定点运算和运算精度，系数矩阵已经进展量化〕TICCSDSPFIR滤波程序。100100个采样值按大小排60个数据进展算术平均，最终所得的数值作为这个采样大周期〔0.5s〕的采集数据。中值滤波程序如下：#defineN100 //定义获得的数据个数char filter{charvalue_buff[N]; //定义存储数据的数组charcount,i,j,temp;intsum=0;for(count=0;count<N;count++) //猎取数据{value_buf[count]=get_data;delay; //假设采集数据比较慢，那么就需要延时或中断}for(j=0;j<N-1;j++) //用冒泡法对数据进展排序{for(i=0;i<N-j;i++){if(value_buff[i]>value_buff[i+1]{temp=value_buff[i];value_buff[i+1]=temp;}}}sum+=value[count];return(char)(sum/(N-20));}AD采集程序I/0接口连接，即读取/转换掌握引5msAD977A器I/OAD转换和读取数据。CAC为低电寻常，R/CAD977A完成信号采集和数据传输工作。相关的数据采集程序如下：#inelude”DSP28lx_Deviee.h”#define ADC_RC GPioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB0#define ADC_DATA #define ADC_CLK GPioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB2longintData;intmark=0;I/O口VoidInitIO(void){EALLOW;GPioMuxRegs.GPBDIR.all=0x0005;EDIS;}AD977A的转换结果数据intReadADC(void){inti;intresult=0;ADC_RC=1;for(i=0;i<16;i++){result<<=1;if(ADC_DATA&&0x0001)result|=0x0001; elseresult&=0xFFFE; ADC_CLK=1;}return(result);}//设置定时器voidInitTimer{EvaRegs.GPTCONA.all=0;EvaRegs.T1PR=0x03D0; EvaRegs.T1CNT=0x0000;EvaRegs.EVAIFRA.bit.T1PINT=1;EvaRegs.T1CON.all=0x1740;}//中断效劳程序interruptvoideva_timer1_isr(void){mark=1; //修改标记EvaRegs.EVAIFRA.bit.T1PINT=1;PieCtrlRegs.PIEACK.all=PIEACK_GROUP2;}voidmain(void){···InitIO;ADC_RC=0; ADC转换InitTimer; //初始化定时器，翻开定时器···for(;;){···if(mark==1){mark=0; //修改标记Data=ReadADC; ADC_RC=0; 转换}···}}流量计算程序DSPEEPROM中读出流量系数后，先计算瞬时流量n，在计算累计流量mh〔这个系统周期及前3599个系统周期〕瞬时流量的累积和。程序如下：voidshunshi{result_filter=result_filter>>16; 移16位，相当于除以2^16shunshi=result_filter*1000*C; //乘以满量程1000L/min和流量系数Creturnsunshiflow;}voidleiji{leijiflow=sunshiflow*60/1000/3600+l