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二线制电容式涡街流量变送器的研究

汤剑  
【摘要】: 随着我国科学技术的快速发展,流量的检测广泛应用于石油、化工等行业的控制和计量方面。由于电容式涡街流量计具有灵敏度高、抗振性强、安装方便等突出的优点,因此在各种各样的流量计中,电容式涡街流量计的应用范围广、潜力大。但是,其依然具有精度较低、功耗较大、存在测量死区等不足。因此,进行二线制电容式涡街流量变送器的研究很有意义。 论文首先详尽地介绍了各种流量计的特点以及国内外最新研究状况。然后对差动开关电容涡街流量传感器和电荷放大器进行数学建模,在此数学模型的基础上,着重分析了被测流体涡街力与检测元件偏转角之间的关系,并提出一种如何减小测量死区的方法。 在理论分析的基础上,本文提出了系统的总体设计方案。系统以超低功耗单片机MSP430F149和新型环路供电模数转换芯片AD421为系统硬件核心。文中详细介绍了电荷/电压转换电路、滤波整形电路、人机接口电路和HART通信电路等部分的电路设计;根据单片机的任务分别描述了测频子程序、显示子程序、按键扫描子程序和HART通信子程序的软件设计。 由于受实际条件的限制,只进行了部分电路实验。实验结果表明,该系统的设计达到了低功耗的要求,测量范围宽,线性度好,测量精度高,抗干扰能力强。


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