智能流量计毕业设计说明书

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1、目目 录录 第一章 引言 . 1 1.1 智能流量计的历史意义 1 1.2 流量测量分类 1 1.3 节流式差压流量计概述 . 2 1.4 本毕业设计的主要工作 2 第二章 差压事流量计的原理 3 第三章 智能流量计的硬件设计 . 5 3.1 硬件设计概述 . 5 3.2 传感器 6 3.2.1 温度传感器 6 32 .2 标准孔板 7 32 .3 取压装置的安装 . 9 3.2.4 差压变送器 .10 3.2.5 绝对压力传感器 11 3.3 信号的调理.12 3.3.1 温度的补偿 .12 3.3.2 信号的放大 .13 3.3.3 滤波电路.14 3.4 A/D 转换器16 3.4.1

2、A/D 转换器简介 16 3.4.2 MSP430F149 内置 A/D 转换器 .17 3.5 单片机 MSP430 的选型 17 3.6 16 位单片机 MSP430F14918 3.7 外围电路 .20 3.7.1 电源电路 20 3.7.2 复位电路.22 3.7.3 看门狗电路 .22 3.7.4 键盘键入电路 .23 3.7.5 显示电路 24 3.7.6 通讯接口.25 第四章 结论 31 参考文献 32 谢 辞33 1 第一章 引言 1.1 智能流量计的历史意义 随着微型计算机技术和嵌入式系统的迅速发展，以微型计算机(单片机和嵌入式 系统)取代传统仪表的常规逻辑电子线路，开发新

3、一代的具有某种智能的灵巧仪表， 已成为仪表开发领域的新趋势。MCU(微控制器或单片机)及嵌入式系统等的问世和性 能的不断改善，大大加快了仪器仪表微机化和智能化的进程。MCU本身具有体积小、 功耗低、价格便宜等优点，用它们开发各类智能产品更具有周期短、成本低等优点， 因此在计算机和仪表一体化设计中有着更大的优越性和潜力。 流量仪是在线测量管道 内流体流量的测量仪表，在电力、石油、化工、冶金等行业有着普遍的应用，但目前 流量仪的电源功耗普遍比较高，需要铺设专用的电源线和信号传输电缆，给用户造成 了较大的不便。MSP430新型智能流量仪是一种超低功耗的流量仪表，仪表具有多种丰 富的接口，当采用电池供

4、电和无线数据传输时，无需铺设电缆，方便用户使用，提高 仪表的性价比。仪表也可由外部提供电源该流量计适用于各种复杂环境便于携带， 并可以和其他上下游设备结合，实现现场流量测量的智能化和多功能化。 1.2 流量测量分类 测量管流的流量和总量的仪器称为流量计。 流量计是工业自动化仪表装置中最重 要的大类之一，流量测量己经从过去单纯以生产过程稳定为目的，发展到今天的大规 模集中和最佳控制，其应用范围也延伸到医疗、环保、河流测量和农业生产等各个方 面。现在，流量计的测量对象已经从液体、气体扩展到了双相、多相流体；测量温度 从高温到极低温： 压力有低压、 中压、 高压甚至超高压； 测量粘度范围也在不断扩大

5、； 流量状态也涉及到层流、紊流、脉动流等。为适应各种测量条件，老式流量计仍在不 断完善，新式流量计也层出不穷。流最计的分类一般按照用途分为指示型、记录型、 计算型、远传型等；按照测量流体状态分为微流量测最型、小流量测量型、脉动流测 量型、双向流测量型等；按照结构和测量原理，国际标准化组织(ISO)制定了流量仪 表的分类标准，将所有的流量计分为差压式、浮子式、容积式、涡街式、电磁式、超 声式、涡街式、热式、科氏力质量流量计和其他式共十大类，目前正在使用的流量计 2 已经超过 100 种，而且随着微电子技术、计算机技术和传感器技术的不断发展新式的 流量计将不断出现。 1.3 节流式差压流量计概述

6、差压流式量计是跟据安装在管道中节流件前后的压差， 已知的流体条件和节流件 的几何尺寸来推算流量的仪表。差压流量计是目前工业生产中用来测量气体、液体和 蒸汽流量的最常 用的一种流量仪表。目前工业流量测量领域中，差压式流量计占流量仪表总数的 l3 以上，其中用的最多的是由节流装置和差压计组成的节流式流量计。节流式流 量计得到如此广泛的应用，主要是因为它具有两个非常突出的优点.结构简单，作可 靠，成本低，又具有一定的准确度，基本能满足工程测量的需要。研究设计和使用历 史悠久、有丰富的、可靠的实验数据，设计加工已经标准化。只要按照标准设计加工 的节流式流量计，不需要进行定，也能在已知的不确定度范围内进行流量测量。 1.4 本毕业设计的主要工作 根据毕业设计任务书和电厂实际工况的要求， 此次毕业设计的主要工作是对蒸汽 压力、蒸汽压差、以及蒸汽的温度三种主要模拟信号的采集并转换为数字信号。通过 信号的放大和滤波以及信号强度的调理，最后送入 msp430f149 单片机中进行较为复 杂的运算。并把运算结果输出到显示器。传感器、单片机等主要器件的选择，完成硬 件电路设计，包括以单片机为核心