|
| |
|
電磁流量計的數字運算的系統方案
關鍵字：電磁流量計 日期：2013-1-19 15:36:15
|
電磁流量計的數字運算的系統方案
前面所述是以模擬量為基礎轉換器系統的測量運算方法，另一系統是將模擬量運算與數字量運算相結合的方法。理論與實踐表明，模擬量測量容易受到外界的干擾影響，其測量精度不高，穩定性差。反之，數字量直接參與運算和測量，不會受外界干擾，測量的靈敏度及精度較高，性能穩定可靠，逸就是當今科學發展已經進入到數字時代的主要原因之一。電磁流量計是由模擬時代進入數字時代的一個典型例子，20世紀70年代以前轉換器電路結構全是以模擬技術為基礎。70~ 90年代，有一部分先進的產品采用了模擬量運算與數字量運算結合的先進技術（就是采用了上面所說的時分割乘法器做運算處理）。90年代以來，轉換器已普遍進入以單片計算機為主體的數字智能化時代。
電磁流量計典型數字型智能化轉換器系統工作原理，按信號測量系統分類，這是一種開環的系統。盡管測量電路中仍然少不丁模擬器件，但這些僅僅是為了信號的線性放大．不是測量的主體。與早期的智能化轉換器相比，沒有硬件采樣電路和積分電路，完全是以軟件數字運算為主。減少開環測量系統的測量環節，能夠減少誤差源和不穩定因素。所以，我們稱之為數字型智能轉換器 同所有形式的轉換器一樣，數字型智能轉換器的流量信號也必須經過前置放大電路進行高阻抗轉換、抑制各種共模干擾、隔離流體直流扳化噪聲，把微弱的流量信號放大，將差動的雙端流量信號變換為單端的流量信號等模擬電路處理后，才能進入信號的數字轉換處理過程。早期的智能化轉換器是先將放大的流量信號經由同步采樣變換為單向脈沖，并由積分電路濾波為直流電壓。然后再由A/D轉換電路將模擬的直流電壓變換為數宇量，再進入CPU作數字運算。我們知道，一般采樣電路是由電子開關構成。以pn結技術為基礎的電子開關，其開關特性總存在漏電流和導通電阻，而且漏電流和導通電阻又都是溫度的函數。因此，漏電流和導通電阻總要帶來一定的采樣誤差和輸出漂移。再者，對于低頻信號，使用的積分電路一般需要大容量的積分電容，電容的漏電也是輸出漂移的一個重要因素。而數字型智能轉換器是直接對放大的流量信號進行數字采樣，與模擬型智能轉換器相比，顯然減小了信號的采樣誤差和輸出漂移。因此，電磁流量計數字型轉換器的高精度、高穩定性測量是模擬轉換器不能與之相比的。
數字型智能轉換器的A/D轉換是利用高速A/D或高速V/F轉換電路將低頻雙向的流量信號電壓變換為差動的數字量。在預定的采樣時間內，CPU讀取A/D的輸出數值；對應用V/F的轉換器，CPU讀取輸出脈沖數。由于采樣時間一定，CPU采樣的脈沖數與流速成正比。因此，轉換器首先測量出流速值，然后利用CPU的貯存和運算功能，就不難將測得一定公稱通徑傳感器內的流速值變換為流量值。
利用單片機的運算和貯存功能，除了直接得到流量、積算量等讀數顯示外，還可以依據不同的數學模型進行運算，實現數字濾波和尖狀干擾處理，使得測量輸出更加穩定、可靠，測量精度更高。通過計算也可以得到不同量程下的百分比流量值，并進行測量的上、下限比較．輸出上下限報警信號。可以與預定的總量值比較，實現定值發訊等功能 以數字量為基礎的測量方法贏得了轉換器自身的高信噪比，同時能方便地處理傳感器帶來的零點，實現測量系統的半自動或自動調零。數字型智能轉換器可以完全擺脫硬件電路中電位器、開關等可調動器件變動的困擾，增強了測量的穩定性和可靠性。所有設置系數或參數都是數字量，操作直觀，保存可靠，測量準確度高，不會有偏差。所以，容易實現與傳感器的互換，容易得到高準確度測量，改變測量量程方便. |
|
|
|
|
