基于MSP430单片机的涡轮水流量计的研究

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1、分类号：TH814密级：UDC：编号：201321203004河北工业大学硕士学位论文基于MSP430单片机的涡轮水流量计的研究论文作者：王婷婷学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：仪器科学与技术指导教师：万峰职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyRESEARCHOFWATERTURBINEFLOWMETERBASEDONMSP430byWangTingtingSupervisor:Assoc

2、iateProfessorWanFengMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位

3、论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要涡轮水流量计作为一种常用的水流量测量仪表，有抗干扰能力强、信号分辨能力强等优点。但是目前的涡轮水流量测量系统也有一些弱点：比如只有两线制，不能现场显示结果等；本文中提出一种新的涡轮水流量计设计方法，采用该方法设计四线制的涡轮水流量计，实现了低功耗和对测量结果的现场显示。论文首先对流量计的发展历史进行叙述，简单介绍了目前各种常用的水流量

4、计，重点提到涡轮水流量计的工作原理和特点。其次提出了新型涡轮水流量测量系统的总体工作方案，选择线圈传感器作为系统的传感器，输出信号为正弦波（峰峰值15mV），频率与流量成正比；使用单电源运算放大电路对传感器的输出信号进行放大处理，降低系统的功耗与噪声，采用中点电压法保证负信号的正常放大，得到的放大信号幅度为6.2V；在通过比较电路产生方波前，增加高通滤波器滤掉其直流偏置，使用高精度比较芯片设计出比较电路，产生标准的计数方波，幅度为0~12V；选用MSP430F149作为系统的核心控制器，基于该单片机的比较与捕捉模块设计计数电路并编写程序，使用液晶模块对测量结果进行显

5、示。同时采用f/V芯片设计频率和电压的转换电路，为得到稳定的输出信号，提出叠加电源的供电方式，实验效果表明：相比于传统的供电电源，输出电压的稳定性得到很大的提高；然后设计了基于V/I芯片的4~20mA电流环电路，实现信号的远距离传输。最后整体水流量测量系统采用静态容积法进行了定标，实验结果表明该系统可以到0.5%的测量精度。关键字：涡轮水流量计低功耗MSP4304~20mA叠加电源IABSRTACTAsacommonwaterflowmeasuringinstrument,waterturbineflowmeterhasastronganti-jammingcapa

6、bility,andtheadvantagesofgoodsignalresolution.Butcurrentwaterturbineflowmeasurementsystemhassomedisadvantagesofonlytwowiresystemandnonreal-timedisplay.Inthispaper,amethodfordesigningfourlineturbineflowmeterisproposedandanewwaterturbineflowmeterisdesignedbythemethod,whichcanreducethepow

7、erconsumptionanddisplaytheflowresultsinsite.Firstly,thedevelopmenthistoryofflowmeteriselaboratedinthispaper,thecurrentcommonwaterflowmetersandtheworkingprincipleandcharacteristicsoftheturbineflowmeterareintroduced.Secondly,thegeneraldesignschemeofnewtypewaterturbineflowmeasurementsys