涡轮流量传感器智能前置放大器设计

川七

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涡轮流量传感器智能前放大器设计

朱辉

,

沈星明

上海理工大学

,

上海

一

协明

一

摘 要 提出了一个基础 单片机的

,

具有非线性补偿功能的涡轮流量传感器智能前放大器的设计

,

包括非线性补偿

的理论模型

、

实现电路和软件

,

并进行了实验

。

采用分段非线性补偿方法

,

在线修正传感器仪表系数

。

智能前

置放大器输出经修正的

、

与平均仪表系数成正 脉冲信号号

。

实验结果表明

,

智能前置放大器可以准确测量流量

度提高到士 以内

,

量程范围可扩大到 或更大

。

关键词 涡轮流量传感器

,

前置放大器

,

非线性误差

,

补偿

,

门〔 ,

一

协明

一

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,

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一

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七

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引言

目前

,

涡轮流量传感器广泛应用于流量测量

泛

。

然而

,

在能源 今天日益紧张

,

传感涡轮流量

对测量范围和测量精度的要求越来越高

。

长

期以来

,

为了提高流量测量的精度

,

改进涡轮流量传输

感器的性能

,

扩大流量测量范围

,

投入大量人力

物力

,

也取得了显著成效

。

例如 涡轮流量传感

器结构上

,

采用双涡轮结构 自校正 运用在显

示 积算 扩大涡轮流量的数据处理方法

量计的量程 等

。

本文提出了一个基础 单片机的涡轮流量传感

智能前置放大器的设计

。

采用分段非线性修正方

法

,

在线修正涡轮流量传感器仪表系数

。

放大

修正器输出

、

平均仪表系数 脉冲成正比

信号

。

实验结果表明

,

本设计能使流量测量准确

提高到士 以内

,

而且量程范围可以 以扩大到 或

更大

。

前置放大器完成非线性补偿操作

,

因

不需要更改显示 积算 内置平均仪表系数

计算流量的方法

。

涡轮流量传感器的工作原理和误差计算

涡轮流量计

、

前放大器和显示器

示 结算 仪表组成

。

被测流量和涡轮流量传感器

输出脉冲信号之间的关系，如 式所示

。

叮 一

尤

式中 测量的瞬时流量 前放大器输出的脉冲

信号频率 尤 涡轮流量传感器的平均仪表系数 表

当涡轮流量传感器通过涡轮流量传感器时，显示单位体积的流量

,

传感器输

出的脉冲数

。

涡轮流量传感器在投入实际使用前

,

必须经过

确定涡轮流量传感器的仪表系数

、

非线性误差

和重复性误差

。

标定过程中

,

每个流量点下的传感器

仪表系数按 式确定

凡

谷

一乙入 。

了月

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,

厂

, , ,

?

,

式中

,

为第 仪表系数标定点 为每个标定流量

下标定次数

,

一般 凡为第 个标定点卿次标

设定仪表系数

。

传感器的平均仪表系数

尤 尤

尤 二二二二二二

, 一 , , 二 ,

式中

,

。

·

小和最大值

。

式计算

占

表示 点标定点中

,

仪表系数最

非线性误差 分别按下占和重复误差

仍然使用 由式 确定的平均仪表系数 尤来计算瞬

流量和积累流量

。

设计中

,

前置放大器获得的流量需要重新补偿

转换为脉冲输出

。

运用公式

,

转移补偿后的流量

补偿后的频率

。

设公式 仪表系数为平均

仪表系数 尤

,

智能前置放大器输出的脉冲频

率为

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