低功耗电磁流量计的设计与实现.pdf

《低功耗电磁流量计的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015芷仪表技术与传感器2015第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3低功耗电磁流量计的设计与实现杜清府，任文建，张超(山东大学(威海)机电与信息工程学院，山东威海264209)摘要：传统电磁流量计大多采用交流220V或直流24V供电，励磁电流高达250mA左右，耗能高，成本高。文中设计了一种基于MSP430F4794单片机的低功耗电磁流量计，采用3．6V锂电池供电，励磁方式采用三值梯形波励磁，励磁电流仅为3OmA。围绕低功耗详细叙述了DC—DC升降压电路、三值梯形波励

2、磁电路、信号处理电路、MSP430F4794单片机控制及外围电路。经实验测试，该电磁流量计能够满足用户需求。关键词：电磁流量计；MSP430F4794；低功耗；三值梯形波励磁中图分类号：TP216．1文献标识码：A文章编号：1002-1841(2015)03-0025—03DesignandImplementationofElectromagneticFlowmeterwithLowConsumptionDUQing—fu，RENWen-jian，ZHANGChao(SchoolofMechanical

3、，ElectricalandInformationEngineering，ShandongUniversity(Weihai)，Weihai264209，China)Abstract：MostoftraditionalelectromagneticflowmetersadoptAC220VorDC24Vpowersupply．Theirexcitingcurrentcanbeasmuchas250mA，andtheirenergyconsumptionandcostarebothhigh．Basedon

4、MSP430F4794MCU，akindoflowpowere—Iectromagneticflowmeterwasdesignedusing3．6Vlithiumbatteries．Itsexcitationmodeusedthree—vMuedtrapezoidalwaveway，andtheexcitingcurrentwasonly30mA．Aroundlowpower，theDC—DCbuck—boostcircuit，three·valuedtrapezoidalwaveexcitation

5、circuit，signalprocessingcircuit，singlechipmicrocomputer-MSP430F4794andpefipherMcircuitweredescribed．Experimentalre—suitsshowthatitcansatisfycustonlers’needs．Keywords：electromagneticflowmeter；MSP430F4794；lowpower；three—valuedtrapezoidalwaveexcitation0引言Bv

6、D外，还包含了微分干扰、同相干扰等各种干扰信号，根据以电磁流量计是一种基于法拉第电磁感应定律测量导电液往的资料和经验，共模干扰e、串模干扰e和直流干扰e可以体体积流量的仪表。由于其测量不受介质性能的影响、无压力通过电路静电屏蔽、良好接地等方法得到很好的抑制和降低。损失和抗腐蚀性等特点，得到了越来越广泛的应用⋯。传统电传统低频矩形波励磁时，电平跃变，磁感应强度日跃变，磁感应磁流量计功率大、耗能高，无法满足低功耗的要求，且大多采用强度的微分和二次微分趋向于无穷大，即微分干扰和同相干扰低频两值矩形波励磁，由于

7、矩形波存在电平突变，磁场变化率趋向于无穷大，测量导电液体时会覆盖有用信号，影响测量精dB／dt过高，引入微分干扰和同相干扰，同时两值励磁容易引起度。为了减少跃变引起的干扰，采用新型的低频三值梯形波励零点不稳导致电磁流量计无法测量小流量导电液体，测量范围1磁，励磁频率设定为6．25Hz，为工频的÷，可对工频干扰起到受到限制。6本文在对传统电磁流量计大量研究的基础上，设计了一种正负抵消的作用。如图1所示，电流不是陡升或陡降，而是有锂电池供电的低功耗电磁流量计，供电电压为3．6V，励磁电流一定的斜度，减小了因

8、电平突变引入的干扰。每隔10S测量仅有30mA，功耗大大降低，相对于传统励磁方式，采用三值梯一次信号，减少功耗，延长电池的使用寿命。形波励磁，减小了微分干扰和同相干扰，同时提高了零点稳定性和测量精度。1原理电磁流量计的传感器电极两端输出信号由式(1)表示J：vD+警m+d(1)时问／ms图1三值梯形波励磁式中：BvD为流量信号；竿d为微分干扰信号；为同相干扰信tdt。2系统硬件设计号；为共模干扰信号；e为串模干扰信号；为直流干扰信整个系统框