MSP430F449在新型流量计中的应用

2012-05-09 17:19:27来源: 微计算机信息

1 引言

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的一种测量导电性液体体积流量的仪表。其励磁方式的选择直接影响传感器内部励磁线圈所产生的磁场情况,进一步影响传感器输出的感应电动势信号和仪表的测量准确度。本人在总结现有励磁方法及前人的工作的基础上,提出了三值梯形波励磁方式。这种励磁方式采用正—零—负三极性规律的梯形波作为励磁电压波形。使用梯形波代替矩形波可以减小励磁波形上升沿和下降沿造成的磁场突变,有效地降低了对感应电动势产生的微分干扰,有利于仪表零点稳定性和测量准确度的提高。

2 电磁流量计硬件系统设计

基于三值梯形波励磁的电磁流量计硬件系统主要由励磁电路、信号处理电路和单片机系统三部分组成。其总体结构图如图1所示。

图1 硬件总体结构图

2.1 励磁电路

励磁电路由梯形波励磁信号产生电路和励磁信号功率放大电路两部分组成。梯形波励磁信号产生部分采用16位D/A 转换芯片DAC7731 通过电平转换芯片SN74AHC245与MSP430F449单片机的USART通信模块相连的方式产生励磁信号。DAC7731 输出量程为-5V~+5V,内部参考电压10V,USART为4 线SPI主机模式。此励磁信号产生电路,通过MSP430单片机的定时器进行分频,可软件编程修改励磁频率,为电磁流量计选择不同的励磁频率提供了更大的方便。功率放大电路部分,采用互补对称式功率放大电路。通过运算放大器对励磁信号电压放大,两级互补对称功率放大电路对励磁信号电流放大,放大后的信号输入电磁流量计励磁线圈作为励磁电压。此电路可线性放大梯形波斜边部分,满足了梯形波励磁方式的要求。

2.2 信号处理电路

电磁流量计是法拉第电磁感应定律的具体应用。导电流体在磁场中流动切割磁力线,产生感应电动势。此感应电动势是一个微弱的交变信号,在实际测量中基本上可以测出1m/s流速对应为0.1mv感应电动势,且此信号内阻高,为兆欧级,同时噪声信号多,尤其为50Hz工频干扰,幅值远远大于流量的感应电动势信号。

根据感应电动势信号的特点,信号处理电路是测量系统中的关键部分,它是传感器和单片机之间的桥梁,作用是将传感器的感应电动势信号(微伏至毫伏级的梯形波励磁信号)经过放大、滤波、相乘等处理,转变为A/D采样可接受的信号,并且通过对这个采样信号的计算可得到流速信息,其电路单元框图如图2所示。

图2信号处理电路单元框图


信号通道位于乘法电路之前,其作用是将弱信号放大到足够大的电平,兼有抑制和滤除部分干扰和噪声的功能。它由前置放大电路、高通滤波电路、放大电路组成。放大后的信号进入接下来的乘法器,乘法器采用四象限高速高精度乘法器芯片AD835, AD835具有很高的差分输入阻抗,不需外接阻抗变换电路。

[1] [2]

关键字:MSP430F449  流量计  传感器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0509/article_5080.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
MSP430F449
流量计
传感器

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved