压力传感器在引黄涵闸水流流量检测系统中的应用

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1、压力传感器在引黄涵闸水流流量检测系统中的应用马宜东（河南黄河河务局河南瑞达信息技术有限公司，河南郑州，450003）摘要：以MPXA4115A6U压力传感器及STC90S52单片机为基础，研发出了涵闸水流流量监测系统。MPXA4115A6U压力传感器是一种精度高、速度快、接口简单的电阻式压力传感器。充分利用该压力传感器与单片机的优势，使研制出来的引黄涵闸水流流量监测系统更精准、实用。改变以往的涵闸水流流量检测系统的点状检测流量的限制，该系统将采用线状的检测方式，更能适应涵闸内部水流的复杂水文特性，并且不受泥沙含量、浑浊度、温度

2、的影响。关键字：压力传感器、引黄涵闸水流流量检测系统、应用ThepressuresensorintheYellowRivertheSluiceswaterflowdetectionsystemAbstract:TheMPXA4115A6UpressuresensorsandSTC90S52microcontrollerbased,todeveloptheSluiceswaterflowmonitoringsystem.MPXA4115A6Upressuresensorisahighprecision,fast,andsimpl

3、einterface,resistivepressuresensor.Makefulluseoftheadvantagesofthepressuresensorandthemicrocontroller,sothatdevelopedoutofTheSluiceswaterflowmonitoringsystemismorepreciseandpractical.Changethetrafficlimitofpoint-likedetectionoftheculvertandsluicewaterflowdetectionsy

4、stem,thesystemwillusethelineardetection,Toadapttothecomplexhydrologicalcharacteristicsofinternalflowofculvertgatehydrologicalproperties,andfreefromsedimentconcentration,turbidity,temperature,impact.Keywords:Pressuresensors,TheYellowRivertheSluiceswaterflowdetections

5、ystem,Applications1.引言引黄涵闸水流流量检测系统是用水单位和供水单位双方进行交易的衡量标准，它是数字黄河发展的重要标志，是水量交易中最重要的计量工具。具有良好性能的水量计价仪器无论是对广大用水单位还是供水单位来说都是很有必要的。现在已经使用的涵闸水流流量检测系统是用超水波、电磁等形式实现的。大多进行的是点状的测试，由于水文的不稳定性，会造成同一截面的流速流向的差异，从而造成误差；黄河水的高含沙量及浑浊度也会对测量精度造成影响。所以提出了用压力传感器为核心的涵闸水流流量检测系统的研制。2.引黄涵闸水流流量检测

6、系统的原理、组成引黄涵闸水流流量检测系统通过水流对压力传感器进行冲击，压力传感器根据冲击力的大小，传感器的电阻阻值会发生变化，根据电阻阻值的大小可以计算出水流速度，而水流流量是水流速度与测量处截面积的乘积。图1涵闸水流流量检测系统基本组成框图引黄涵闸水流流量检测系统主要有STC90S52单片机、MPXA4115A6U压力传感器、ADC0809模数转换器、LM386放大器、数据显示模块、掉电存储模块、按键模块、RS-485模块组成。2.1STC90S52单片机这里所用的单片机是STC90S52，具有丰富的IO端口，与一片AT24

7、C64组成单片机系统，基本实现涵闸水流流量检测系统功能、横截面数据调节、水流速度及水流流量功能。2.2MPXA4115A6U压力传感器将MPXA4115A6U压力传感器封装在金属容器内，测力感应面使用弹性较好的金属膜将压力传感器覆盖。当水流的冲击力对金属膜施压，造成金属膜弯曲，由于金属膜的弯曲从而对压力传感器造成压力感应，这时传感器的电阻阻值发生改变，压力越大压力传感器的电阻阻值变化就越大。压力传感器电阻阻值的大小与压力传感器输出的电压成反比，强度不同的电压经ADC0809进行模数转换后变成数值不同的数字信号传送至STC90S

8、52单片机，单片机依据数值的不同，经处理计算后得出水流流速，经显示单元显示出来。图3压力传感器原理图2.3LM386放大器LM386放大器的作用是：将压力传感器采集到的较微弱的信号进行放大与整形，将当前信号放大至适合A/D电路转换的强度。　LM386是美国国家半导体公司生产的