恒磁式電磁流量計的開發(fā)  二十六

針對前一章提出的硬件設(shè)計要求和關(guān)鍵技術(shù)，本章分析了硬件電路的總體設(shè)計內(nèi)容，詳細分析推導了動態(tài)反饋控制極化電壓的原理，著重闡述了信號調(diào)理電路的設(shè)計方法和測控電路的關(guān)鍵內(nèi)容。同時，本章也介紹了A／D轉(zhuǎn)換、液晶顯示及單片機相關(guān)的外圍電路和電源的設(shè)計。本章是恒磁式電磁流量計設(shè)計的核心內(nèi)容。

3．1硬件電路的總體設(shè)計

根據(jù)2．5章節(jié)的設(shè)計要求可知，系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計主要包括信號調(diào)理，A／D轉(zhuǎn)換，LCD顯示及單片機相關(guān)的外圍電路等部分，該流量測量系統(tǒng)的硬件，考慮到勵磁部分沒有能量消耗，整個系統(tǒng)設(shè)計過程中要充分考慮低功耗，以實現(xiàn)儀表的電池供電。

l LcD顯示卜叫巫嶂l鍵盤卜+ CPUP18LF2520l電源F-- 電磁流量傳感器。

電磁流量計傳感器得到的電壓信號經(jīng)過信號調(diào)理電路處理后，由MD轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再由CPU進行數(shù)值處理，用液晶顯示相應(yīng)的流速，各個模塊的只要功能如下：

傳感器信號采集和信號調(diào)理電路：核心和難點在于將極化電壓控制到重復穩(wěn)定的值，提取出微弱的感應(yīng)電動勢，并將其調(diào)整到后續(xù)電路可處理的適當范圍。由于采用自動跟蹤反饋控制的思想，信號調(diào)理電路由單片機控制。AID轉(zhuǎn)換電路：為了保證測量的精度和穩(wěn)定性，采用了16位的Σ．△型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，測量精度高，抗干擾能力強。

單片機相關(guān)外圍電路：時鐘，復位電路，鍵盤和LCD顯示。鍵盤輸入記錄初始零點，LCD實時顯示流量。～電源：整個流量測量系統(tǒng)的供電部分，采用能量密度很高的鋰電池供電。

電磁流量計