智能流量计的研制

　　一、引言

　　利用节流装置(孔板)所产生的差压信号进行流量测量被工业各领域广泛使用。但采用这种测量方法时，当流体的温度和压力偏移孔板的设计工况时，就需要根据流体的温度和压力对流量进行相应的补偿计算。由于单片机的引人，使得这种补偿计算变得容易实现.当然，具有温度、压力补偿的流量计需要三路输人信号，即:反映流量的差压信号△P、流体的压力信号P及流体的温度信号T。不过，各用户对这三种信号的测量所采用的传感器和变送器的类型不同，从而使得相应的电信号种类很多。为了适应上述信号的多样性，我们研制出了具有多种信号输人模式的智能流量计。

　　二、智能流t计的特点

　　1、具有多种信号输人模式，能适应现场不同的信号类型和传感器类型;而且，输入信号模式可由仪表上的键盘进行设置。

　　2、程序中设置了6种流量补偿计算公式，能适应多种介质的测量，选用何种公式，可由键盘所给公式的代号进行设置。

　　3、采用一键多用、双键复用技术。仅用仪表面板上的三个功能键即可完成全部参数的设置。

　　4、前置放大器零点和增益自校准、热电偶具有冷端软件补偿，热电阻测温时引线电阻软件消除.从而保证了仪表的测量精度和长期稳定性。

　　5、全部采用CMOS芯片、功耗低、电压工作范围宽、抗干扰能力强。

　　三、硬件电路设计

　　本仪表是按0.5级的测量精度设计的。其核心器件选择如下:采用80C31作为CPU，A/D转换器选择MC14433，其分辨率可达1/2000，前置放大器选用高精度运算放大器OP07，数码显示为7位有效数。以上选择足以保证0.5级测量精度，其硬件原理框图如图1所示。

　　1.信号输人

　　差压信号和压力信号是由变送器提供的，0一10mA或4一20mA的电流信号，经I/V变换电路转换成0一ZV或0.4一ZV的电压信号。通过多路开关B进人A/D转换器。对于温度信号，允许有三种类型:其一是变送器的电流信号;其二是热电偶的毫伏信号(冷端补偿是通过测仪表上铜电阻Cu50而实现的);其三是热电阻信号(三线制)。用户的输人信号类型及分度号由键盘设置与它们对应。由图1可知，若采用热电偶测温，则热电偶的毫伏信号经多路开关A进人放大器进行信号放大，放大后的信号经多路开关B进人A/D转换器。若采用热电阻测温，则热电阻经R/V变换为电压信号，经多路开关A进人放大器放大后再经多路开关B进人A/D转换器。图1中基准电压Vr此和零输人信号是为放大器自调零及放大倍数自校准而设置的。

　　2.信号处理