渦輪流量計具有精度高、功耗低、重量輕、抗干擾能力強、工作可靠、價格便宜、安裝方便等特性,在環境工程、工業工程、生產制造、能源計量及儲運、生物制藥、航空航天等有著廣泛的應用。隨著技術的發展,人們對流量測量的實時性要求越來越高,傳統的單位時間內對脈沖計數的渦輪流量計已經不能滿足人們的需求,本文針對這一情況,首先研究并探討了頻率的各種檢測方法,分別介紹了計數法、周期法和多周期同步測量法,通過對誤差和使用條件的分析,在本系統中確定了使用周期法進行測量;在原來一周期測量的基礎上,增加了半周期和四分之一周期測量方案并設計相應的軟硬件模塊;在相同的單位時間內,半周期和四分之一周期測量所得到的瞬時流量,分別是一周期所得瞬時流量的二倍和四倍,進一步提高了測量速度。

其次,為了增強系統的抗干擾性,在本系統中,選用了ATMEL公司MEGA系列的高端單片機ATmega16作為本設計的微控制器。在硬件系統方面,詳細介紹了系統的整體設計方案。設計了基于LM324的低通濾波電路和基于AD620的信號預處理放大電路。

為了測量半周期設計了過零檢測電路;為測量四分之一周期設計了整形電路;為了增強通訊抗干擾性,研究并改進了原通訊模塊電路;為了滿足不同數據的顯示要求,設計了顯示模塊,采用LCD液晶顯示。根據實際需要對原電源電路進行了研究和電路改進,增加了備用電源供電,進一步提高了電源模塊的功能和可靠性。在硬件與軟件的設計中融入多種抗干擾技術,使得系統的可靠性有一定程度的提高;最后,通過實驗和測試,給出了部分實驗數據和現場測試數據,并展望了系統接下來的設計與研究方向。

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