一种新型分布式计热表的设计

　　在过去相当长的一段时期内，我国城市的集中供热一直是供暖包费制。为了适应市场的要求，有必要开发一种用单片机控制的新型计热表，使得整个供暖系统满足用户自己的需要，所以以单片机为核心设计一款新型的计热表为目前发展的趋势。

　　1热量计量原理

　　计热表是一种由流量传感器、温度传感器和计算器综合构成的复合型仪表。计热表适用于测量在热交换环路中载热液体所吸收或转换热能的仪器，计热表又称热能表、热能积算仪，既能测量供热系统的供热量又能测量供冷系统的吸热量。将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同，最终的测量结果也不同)，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温差的模拟信号，热量表采集来自 3 路传感器的信号，利用积算公式算出热交换系统获得的热量。

　　传热量一般由载热流体的质量、比热容和温度变化等因素决定。对热量表来说，进出口的焓值还与时间成比例。国内热量表一般采用焓差法计算热量。焓差法的传热公式为 Q= × (入×入 出×出)，式中：V为体积; 为水密度，h 为焓值，Q 为热量。水密度、焓值在已知温度的情况下可通过查表获得，则计量际上是检测进、出水温度和流量等。

　　2系统硬件设计

　　2.1 温度传感电路

　　MFD-502-34 型负温度系数热敏电阻具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小;当温度降低时，电阻值增大。热敏电阻的阻值与温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中一般只使用线性度较好的一段(-20~80℃)。如果测出热敏电阻的阻值，就可以间接的算出对应的温度值。

　　借助于 SPCE061A 可将 A/D 转换结构简化如图 1所示。图 1 中仅画出 1 路温度采集转换线路，其余的几路结构相同。SPCE061A 内置 8 通道 10 位模-数转换器，其中 7 个通道用于将模拟量信号(例如电压信号)转换为数字量信号，这 7 个通道与 7 个 I/O 口(IOA0~IOA6)复用，每路采集的模拟信号可以通过引线直接从对应的端口输入;另外一个通道只用于语音输入，即麦克风输入通道(MIC_IN)。

　　2.2 流量检测

　　流量检测实际上是通过流量计发送的脉冲数来检测流量，也就是说检测的是脉冲数，脉冲信号实质上也是开关信号的变化，即上升沿和下降沿，以及相邻间隔的时间。脉冲信号的输入通过 H11L1(内含施密特整形的高速光电耦合器)接到单片机 EXT2 上的中断口。通过检测脉冲数从而计算出流量。