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《华东理工大学》 2012年
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基于磁致伸缩液位变送器的设计与实现

周泉  
【摘要】:在传统工业测量过程中,测量仪表通常采用直接接触的方式来测量被测对象。这样由于机械摩擦或化学侵蚀,不仅会大幅度缩短仪表的机械寿命,同时也会影响仪表的测量精度。近年来,随着液位测量在工业自动化中的广泛应用,一种高性能、非接触式的液位变送器的研制已经成为当势所需。 强磁性物质在外磁场作用下,它的体积和形状将发生变化,这种变化被称为磁致伸缩现象。针对非接触式液位测量的特殊性,本文根据对磁致伸缩效应的分析,设计了一种基于磁致伸缩的液位变送器,主要工作包括硬件设计、软件设计、结果分析及性能测试几个部分。其中,硬件设计采用电路模块独立设计的方法,包括控制通信模块、模拟电路模块、电源模块及LCD显示模块。控制通信模块分为CPU同AD421、A5191、TDC的数据通信,这三种通信涉及到的通信原理分别为:12C、UART、SPI。软件设计的工作包含了软件管脚的配置、程序整体流程分析以及TDC参数的配置、测量结果的计算。本文从两方面对实现结果进行了分析,首先采用PSPICE对模拟电路进行了部分电路仿真,针对输入源、放大级数、RC参数的不同,对仿真结果进行了对比,验证了设计方案的可行性;其次,本文根据软件硬件两部分的联合调试,对各部分输入输出结果进行了分析。 最后,本文通过性能测试(如重复精度、稳定性、非线性性、掉电测试等)分析了变送器的各方面性能。性能测试结果为:重复性和稳定性的误差都低于了设计要求的万分之五,其非线性性、.抗掉电性能都十分高,变送器的设计结果完全达到了预期指标。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP212

【参考文献】
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