PIC單片機抗干擾措施對渦街流量計的影響

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渦街流量計是利用流體力學(xué)中著名的卡門渦街原理，即在流動的流體中插入一個非流線型斷面的柱體，流體在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)會在柱體下游產(chǎn)生旋渦。旋渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率，即單位時間內(nèi)由柱體一側(cè)分離的旋渦數(shù)目與流體速度成正比，從而測得流過管道的流體的流量。借助渦街傳感器得到與流體流量相對應(yīng)的脈沖信號，通過放大、整形送PIC-單片機，得到信號的頻率值，再在溫度、壓力傳感器提供的輔助信息的幫助下，通過補償修正等措施，得到*終的流量值，由顯示裝置顯示測量結(jié)果，從而實現(xiàn)流量計的智能化。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? 二、系統(tǒng)組成

? ? 智能儀器已不再是簡單的硬件實體，而是硬件、軟件相結(jié)合，軟件在智能儀器中起著重要作用。所以該設(shè)計系統(tǒng)，包括硬件和軟件系統(tǒng)。

? ? 1. 硬件系統(tǒng)

? ? 如智能渦街流量計的系統(tǒng)框圖圖1所示，系統(tǒng)硬件由以下幾部分組成：渦街傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、主控制器（如虛線框所示）、液晶顯示器、日歷時鐘、串口通信。

? ? 渦街傳感器采集流量信號，壓力、溫度傳感器采集流體溫度、壓力信號對流量信號加以實時補償和修正。

? ? 主控制器包括流量計智能化的核心部件PIC單片機、信號放大整形處理電路、電源、功能設(shè)定按鈕。PIC單片機接收經(jīng)處理后的信號，通過軟件將流體的流量計算出來，并送往液晶顯示器顯示：同時負(fù)責(zé)完成自檢和控制其余部件協(xié)調(diào)工作。

? ? 日歷時鐘對流量數(shù)據(jù)按日期進(jìn)行不斷的儲存，便于用戶了解自己的用量和監(jiān)控使用情況。串口通信可實現(xiàn)PIC單片機下位機與上位機（PC機）之間的數(shù)據(jù)通信。上位機和下位機之間通過串行數(shù)據(jù)總線（如CAN總線、RS485總線等）連接。

? ? 2. 軟件系統(tǒng)

? ? 基于PIC單片機指令集設(shè)計編寫的控制軟件是實現(xiàn)PIC單片機各種所需功能和流量計智能化的重要內(nèi)容。

? ? 儀表安裝使用時，系統(tǒng)上電復(fù)位，PIC單片機首先對端口及寄存器進(jìn)行初始化，然后初始化液晶顯示器和日歷時鐘。初始化完成以后，系統(tǒng)開始讀取上一次儲存在單片機的E2ROM中的累計流量，并送液晶顯示器顯示。然后依次讀取溫度、壓力的上下限設(shè)定值、儀表常數(shù)、干度值、溫度設(shè)定值和壓力設(shè)定值，以便下一步單片機對流量信號的處理。在以上的工作準(zhǔn)備完成后，單片機進(jìn)人流量檢測和處理階段，主要是對渦街、溫度和壓力傳感器的電信號的檢測和處理，以便得到流量數(shù)據(jù)。軟件控制流程圖如圖2所示。

? ? 三、系統(tǒng)抗干擾措施

? ? 系統(tǒng)干擾是影響渦街流量計測量準(zhǔn)確度的主要因素，必須有各種抗干擾措施才能保證流量計達(dá)到預(yù)期的設(shè)計要求。

? ? 1. 外界震動產(chǎn)生的干擾及其解決措施

? ? 由于流量計工作在廠礦或居民區(qū)，各種交通工具的運行或?qū)艿赖那脫舳紩︻l率的測量產(chǎn)生強烈的干擾，這時會產(chǎn)生尖峰信號。為了消除這種尖峰信號對流量測量的影響，硬件電路上采用帶通濾波電路，濾掉高頻干擾，軟件上通過數(shù)字濾波將這樣的高頻尖峰信號除去。

? ? 2. 供電電源干擾及其解決措施

? ? 由于系統(tǒng)采用鋰電池供電，其電源電壓的幅值的變化會給渦街流量計帶來干擾噪聲。采用DC-DC變換電荷泵，即使鋰電池的電壓在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，電荷泵的輸出電壓，即單片機和放大器的供電電壓也不會發(fā)生變化。

? ? 3. PIC單片機抗干擾措施

? ? 對解決系統(tǒng)的可靠性問題和提高單片機抗干擾性能，一般采取兩種措施：一是防患于未然，即采取各種可靠性復(fù)位措施，在單片機系統(tǒng)出現(xiàn)程序失控或者死機之前，設(shè)法如何避免故障和差錯的發(fā)生。二是“亡羊補牢”，監(jiān)視定時器WDT和軟件陷阱，即單片機系統(tǒng)一旦發(fā)生程序失控或死機，設(shè)法如何盡快把系統(tǒng)回復(fù)到正常工作狀態(tài)，避免造成更大的損失。?

? ? 該系統(tǒng)采用微功耗設(shè)計（包括選用微功耗的PIC單片機和電路設(shè)計方面采用微功耗器件）。采用多功能的日歷時鐘，可以根據(jù)用戶的需要，為用戶提供近60天內(nèi)任何一天的流量數(shù)據(jù)，只需配備一臺PC機和一臺打印機即可將數(shù)據(jù)輸出，以供查詢備案。系統(tǒng)采用PIC單片機內(nèi)置的EEPROM和FLASH程序存儲器，單片機強大的防偽功能，使得別人難以改變系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而確保了渦街流量計系統(tǒng)的安全運行，保障了商家和用戶的使用。

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多欽儀表技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊專注于流量計近20年，特別推薦： 渦街流量計、電磁流量計、蒸汽流量計、氣體流量計、橢圓齒輪流量計、金屬管浮子流量計、超聲波流量計等多種流量計的計量服務(wù)，特別是流量GPRS手機端、PC端數(shù)據(jù)在線監(jiān)控等多方面技術(shù)服務(wù)。

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