智能低功耗户用热量表的研制

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1、·国内图书分类号：TK31学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文智能低功耗户用热量表的研制硕士研究生：李居东导师：魏国教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：哈尔滨光宇电力电子研究所答辩日期：2010年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学····ClassifiedIndex:TK31U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFLOWPOWERCONSUMPTIONINTELLIGENTHEATMETERCandidate:LiJudongSupervis

2、or:Prof.WeiGouAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InstrumentationEngineeringAffiliation:HarbinCoslightResearchInstituteofPowerElectronicsTechnologyDateofDefence:July,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology····哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着人们节能环保意识的不断提高，国家对供暖制度改革的

3、逐步随深入，在供热系统中安装热量表进行计量收费势在必行。本文在研究热量表研发的意义和国内外发展情况的基础上，按照中华人民共和国城镇建设行业标准——《热量表》(CJ128-200)开发了一款智能低功耗户用热量表。本文讲述了热量表的工作原理和供热计量系统的基本组成。其核心计算公式为热力学中的焓值法计算热量公式。本文对于热量表的各个组成部分如计算器、流量传感器、配对温度传感器进行了比较和分析，并依据《热量表》(CJ128-2000)中的具体要求进行开发和选型并在此基础上优化硬件电路和算法程序，以得到理想的材料成本和加工成本。计算器是热量表的关键部件，计算器的准确度和低功耗是本文研究的

4、重点，其主要元件为TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F435，BB公司的24位ADC芯片ADS1240。温度传感器输出的温度信号经测温电路和ADC芯片转换为数字信号传输给单片机，单片机内部程序经查表计算出相应的焓值和密度结合流量传感器输入的流量值计算出热量值。温度、流量、热量等数值由LCD显示，经远传接口输出到上位机。本文中的流量信号转换电路采用韦根传感器，配合流量传感器叶轮上安装的磁钢将流量信号转换成脉冲信号输出至单片机。此外，本文对低功耗运行进行研究，给出了硬件及软件方案。本文设计的智能低功耗户用热量表通过了辽宁省计量科技研究院计量器具型式检定，已经批量生产，市场反

5、应良好，首检合格率95%以上。关键词：户用热量表；低功耗；焓值；配对温度传感器；流量传感器-I-····哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththeincreasingawarenessofenergyefficiencyandenvironmentprotection, andtheadvanceincivilresidenceheatingpolicyreform,theinstallationofheat metersinresidentheatingunitsbecomesimperative.Basedonthelatest R&Daccomplish

6、mentsfromdomesticandforeigninstitutes,thethesisintroduces anintelligentlow-powerheatmeter,whichconformstotheindustrialstandardof urbandevelopmentforresidenceheatmeters(CJ128-2000).Thethesisstartswiththemechanismandcompositionofheatmeters.Thecore formulaisdevelopedfromenthalpyinthermodynamicf

7、unctions.Itthencompares andanalyzesthevariouscomponentsofheatmeters(calculator,fluidsensor,pair temperaturesensor,etc.),andfollowingtherequirementinCJ128-2000,develops andoptimizescorrespondinghardwareandalgorithms,toaimfortheminimum costonthereque