低功耗電池供電電磁流量計(jì)研究與設(shè)計(jì) 四十三

6 總結(jié)與展望

電磁流量計(jì)以其變送器結(jié)構(gòu)簡單、無可動(dòng)部件、不阻礙流體流動(dòng)、量程寬、無機(jī)械慣性、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。低功耗電磁流量計(jì)是在傳統(tǒng)的電磁流量計(jì)的基礎(chǔ)上研制的，保留了電磁流量計(jì)原有特點(diǎn)的前提下，對(duì)其功能進(jìn)行了拓展，性能及一步優(yōu)化。整個(gè)系統(tǒng)用了低功耗設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電池供電，能夠顯示流體的體積流量以及平均流體速度。論文在閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了電磁流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀和當(dāng)前的技術(shù)水平，在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上著重對(duì)低功耗流量計(jì)進(jìn)行了研究，主要完成了以下工作： 首先，從降低整個(gè)系統(tǒng)功耗的方面考慮，設(shè)計(jì)使用鋰電池作為整個(gè)電磁流量計(jì)的供電單元，從根本上降低了系統(tǒng)的功耗。其次，在流量計(jì)傳感器設(shè)計(jì)部分，對(duì)勵(lì)磁方式實(shí)現(xiàn)了低功耗設(shè)計(jì)。勵(lì)磁功耗是流量計(jì)系統(tǒng)功耗中所占比例最大的一部分。設(shè)計(jì)中選用目前應(yīng)用比較多的低頻三值矩形波作為勵(lì)磁信號(hào)，但是并不是利用50Hz的工頻信號(hào)通過變頻產(chǎn)生，而是利用鋰電池作為恒壓源，通過模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)低頻三值矩形波，避免了工頻干擾，同時(shí)還能保證測量。在信號(hào)調(diào)理電路方面，根據(jù)測量信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了前置放大電路，低頻濾波電路和信號(hào)放大電路，使測量信號(hào)進(jìn)過這些模擬電路后可以滿足采集要求。同時(shí)，在這些電路中使用的運(yùn)算放大器，全部選用低電壓微功耗器件。系統(tǒng)的控制單元，不僅要通過控制模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)低頻勵(lì)磁信號(hào)，還要完成對(duì)測量信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換，最后在LCD上顯示，并且要實(shí)現(xiàn)通信功能。在論文的設(shè)計(jì)中選用了功能強(qiáng)大、超低功耗的MSP430單片機(jī)，非常適合電池供電系統(tǒng)。 軟件設(shè)計(jì)上，由于流量信號(hào)測量過程的控制和低功耗要求，微處理器在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制過程中采用中斷工作方式。當(dāng)系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)及各硬件芯片處于省電模式，能耗降至最低。設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)的最大特點(diǎn)是采用電池供電，降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，特別是勵(lì)磁部分的設(shè)計(jì)。在信號(hào)調(diào)理電路中采用微功耗器件，在保證對(duì)測量信號(hào)放大濾波功能的同時(shí)，降低測量電路的功耗。

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