基于80C51的水流量控制裝置設(shè)計

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3.傳感器標定

由于水的流速和葉片的轉(zhuǎn)速理論上是成正比的，即v∝n,v為流速(m3/s)，n為轉(zhuǎn)速(rpm)。

將上述式子左邊乘上時間t和截面積S可以得到對應(yīng)時間內(nèi)的流量V(體積)，式子右邊乘上時間t可以得到相應(yīng)時間內(nèi)葉片轉(zhuǎn)的圈數(shù)N.由于截面積S是常數(shù)，因此可以得到流量V和葉片轉(zhuǎn)的圈數(shù)N大致成線性，即V∝N.

因此，我們在標定傳感器時可以直接去確定流經(jīng)渦輪葉片的流量V(體積)和葉片圈數(shù)N之間的關(guān)系即可。

由于本裝置主要應(yīng)用于自來水的控制，選用常用的通徑為25mm的管子作為標定實驗使用，自來水水壓通常約0.2-0.6MPa,分別間隔0.1MPa對其進行逐一標定。表1為不同水壓下的數(shù)據(jù)。

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由圖3可以看出在0.2-0.6MPa的水壓下，水流量和葉片轉(zhuǎn)數(shù)具有較好的線性。

誤差基本上控制在1%以內(nèi)，因此可以直接將各水壓下測定的數(shù)據(jù)歸結(jié)為一條直線。

斜率就是傳感器的靈敏度。可以得到：流量(升)=轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn))/14.4,即V=N/14.4.

4.小結(jié)

本水流量控制裝置以較低成本的方式實現(xiàn)了流量計中沒有的控制功能，用戶可以任意設(shè)定需要的流量。傳感器采用渦流式方式，在葉片材質(zhì)輕的情況下具有較好的線性度，精度較高。閥門的控制則由一個直流小電機來驅(qū)動。同樣具有較好的控制速度和密封性。整個產(chǎn)品成本不超過100塊人民幣，很有應(yīng)用價值。唯一需要改進的地方是低功耗方面，采用9V電池供電相對來說續(xù)航能力有提高的空間。今后可以考慮采用低功耗MCU.