基于渦流流量傳感器的流量測量系統(tǒng)設(shè)計

　　1.硬件電路

　　如圖13所示為基于渦流流量傳感器的流量測量系統(tǒng)設(shè)計原理圖。本次實驗中，我們將P1.0作為輸入，接渦流流量傳感器的輸出，為了提高流量的測量精度，我們將P0口和P2口作為倍頻數(shù)輸入，在不同的流量情況下，我們選擇不同的倍頻數(shù)。顯而易見，當所測流量較大時，我們所選的倍頻數(shù)就相應(yīng)減小，精度就相應(yīng)降低；反之亦然。本次實驗中，我們利用P1.7僅實現(xiàn)驗證倍頻正確與否。

圖12 基于渦流流量傳感器的流量測量系統(tǒng)設(shè)計原理圖

　　2.電路原理

　　具體實現(xiàn)過程：

　?。?）利用P1.0信號的電平變化和定時器T0實現(xiàn)輸入信號的周期測定：置定時器T0為方式0定時，在P1.0上升沿到來之前，啟動定時器T0開始對內(nèi)部時鐘進行計數(shù)，在下一個P1.0上升沿到來之后，關(guān)閉定時器T0，讀取計數(shù)值M，來啟動下一次定時過程。輸入信號周期為：

　　（4）輸出信號不僅要倍頻，而且應(yīng)與輸入信號同相，即在輸入信號的上升沿時刻應(yīng)同時出現(xiàn)倍頻輸出信號的上升沿。在模擬電路中，自動相位同步的實現(xiàn)是由鎖相環(huán)電路來實現(xiàn)的，它通過對輸入輸出信號的鑒相和閉環(huán)調(diào)整來逐步達到同步目的。在數(shù)字電路中，同步鎖相可通過控制輸出信號相對于輸入信號的起始點來實現(xiàn)。為此，同步以一個輸入信號周期為時段，在輸入信號每個上升沿時刻，啟動定時器T1并使P1.7輸出高電平，而在定時器T1產(chǎn)生了（2N-1）個定時中斷之后，關(guān)閉定時器T1，并使P1.7輸出低電平，等待下一個時段的同步時刻。

　　3.實驗流程

圖13鎖相倍頻程序流程圖

　　綜上所述，渦流流量傳感器測得的流量Q即為P1.7輸出的脈沖頻率f0除以分頻數(shù)與48.67的乘積，即Q=f0/(48.67*N)。