長(zhǎng)沙理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文外文翻譯模板

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯英文題目：Research of low power intelligent gas turbine flow meter based on MSP430 singlechip中文題目：基于MSP430單片機(jī)的低功耗智能氣體渦輪流量計(jì)研究 課 題 類 別： 設(shè)計(jì) 論文 學(xué) 生 姓 名： 代濤 學(xué) 號(hào)： 200959060129 班 級(jí)： 065910901 專業(yè)（全稱）： 熱工過程自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師： 周 鵬 展2013年 4 月基于MSP430單片機(jī)的低功耗智能氣體渦輪流量計(jì)研究 摘要：本文將介紹智能渦輪流量計(jì)測(cè)試儀，基于MSP430F149的處理器。通過充分利用

2、一個(gè)單芯片的計(jì)算和控制的能力，可顯示瞬時(shí)流量及累計(jì)流量LED顯示屏立即使用串行數(shù)據(jù)傳輸。在此外，流量計(jì)的參數(shù)可以被設(shè)置為適應(yīng)不同口徑的管道，以改善精度。此外，流量計(jì)還具有一個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，其感測(cè)的流量和顯示在屏幕上。也可以配置該流量計(jì)由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，改變其零點(diǎn)和范圍，并運(yùn)行自我診斷功能。除此之外，它的使用在燃?xì)鉁u輪機(jī)流量計(jì)，該系統(tǒng)也可以被用于實(shí)時(shí)顯示的其他速度和容積式流量計(jì)。關(guān)鍵詞：MSP430F149，氣體渦輪流量計(jì)，低電力，HART 引言：流是一個(gè)非常重要的參數(shù)，在檢測(cè)在工業(yè)生產(chǎn)中的控制。在所有的制作涉及的處理可燃?xì)獾牧髅襟w，液體或固體粉末，是一個(gè)檢測(cè)并控制鏈路流媒體。作為節(jié)約能源的出

3、現(xiàn)，集成控制和管理系統(tǒng)，并迅速計(jì)算機(jī)和應(yīng)用的發(fā)展技術(shù)，無論是在數(shù)量或質(zhì)量方面，站點(diǎn)信息的過程和狀態(tài)變量作為其中心更強(qiáng)調(diào)的是，更多和更好的流動(dòng)性測(cè)量設(shè)備是需要的。漩渦流量計(jì)具有高的優(yōu)點(diǎn)測(cè)量精度，測(cè)量范圍寬，小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，但測(cè)量的信號(hào)很容易受到變化影響的外部因素有嚴(yán)重干擾，并且存在斷電的危險(xiǎn)，所以傳統(tǒng)的漩渦流量計(jì)的精度波動(dòng)一個(gè)很多造成大的錯(cuò)誤。智能漩渦流使用MSP430F149單片機(jī)的電表不僅確保測(cè)量精度，同時(shí)也大大擴(kuò)展了由于其超低功耗的電池壽命的特點(diǎn)。為了滿足用戶的需求，系統(tǒng)增加HART模塊設(shè)計(jì)人機(jī)接口包括現(xiàn)場(chǎng)示范，累計(jì)流量存儲(chǔ)和鍵盤管理完成流體瞬時(shí)流量測(cè)量和監(jiān)控。 HART協(xié)議是一種開放的通信協(xié)

4、議的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道，專門從事通過現(xiàn)有的模仿數(shù)字信號(hào)通信信號(hào)傳輸線，并已應(yīng)用在許多智能儀表設(shè)計(jì)。 二、惠而浦流量?jī)x表的運(yùn)作原理當(dāng)被測(cè)氣體的流量通過流量米，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的壓力下，然后定期變化的磁阻值的磁電開關(guān)，這使得傳感器的電磁場(chǎng)周期性地改變，導(dǎo)致周期性的感應(yīng)電潛力。在一定的流量范圍內(nèi)，它的旋轉(zhuǎn)角速度和流速成正比，從而累積流量和瞬時(shí)流量測(cè)量，可達(dá)到測(cè)量角速度的葉輪。該傳感器產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)，該信號(hào)是約正比于流率，以及信號(hào)的進(jìn)入被放大后，由單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)放大鏡。一系列的計(jì)算之后，在瞬時(shí)體積流量和累積體積流量修訂后在液晶屏上顯示。這種流動(dòng)米內(nèi)可以進(jìn)行精確的測(cè)量測(cè)量范圍，只要有一個(gè)較低的起動(dòng)流量

5、，因?yàn)樗窃谡_安裝和定期的條件維修。 三、數(shù)學(xué)模型在一般的氣體可以被看作是理想氣體時(shí)，其壓力不大，但溫度高。在氣體流測(cè)量時(shí)，通過流量計(jì)的氣體流量是很短，所以根本沒有時(shí)間為燃?xì)鉄峤粨Q，與外界（激發(fā)摩擦熱量不認(rèn)為在這種情況下），因此，變化過程氣體的狀態(tài)近似可以被看作是可逆絕熱過程或熵過程。所以狀態(tài)絕熱過程方程可以被用于計(jì)算具體數(shù)量或密度不同的狀態(tài)下。但在工程，密度通常是計(jì)算的基礎(chǔ)上，理想氣體方程博伊爾查爾斯方程（PV= NRT）是： - 工作狀態(tài)下的氣體的命運(yùn)x- 在標(biāo)準(zhǔn)條件下氣體的密度P - 氣體壓力工作狀態(tài)下xp的 - 在標(biāo)準(zhǔn)條件下的氣體壓力T - 工作狀態(tài)下的氣體的溫度x厚 - 在標(biāo)準(zhǔn)條件

6、下，氣體的溫度為了說明的程度之間的差異工作氣體和理想氣體，我們一定參數(shù)Z壓縮系數(shù)ineasure程度接近真實(shí)氣體和理想氣體之間：Z = PV nRT （2）氣體的可壓縮性系數(shù)（Z = 1），當(dāng)它是理想氣體，即，Z - 氣體壓縮系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件。Z - 氣體壓縮系數(shù)工作狀態(tài)。但氣體狀態(tài)變化不會(huì)遵守的規(guī)則理想氣體狀態(tài)方程時(shí)的壓力和溫度高的操作條件改變很多。特別是在高壓下，接近飽和工作氣體Z曲線，壓縮系數(shù)氣體的可壓縮性系數(shù)不等于在標(biāo)準(zhǔn)條件下X Z。于是，我們可以使用牛頓迭代法計(jì)算系數(shù)壓縮率的Z在普遍equationl 四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)A、漩渦流量計(jì)的硬件組件 包括MSP430F149的主控制裝置，該脈沖信號(hào)

7、采集模塊，溫度和壓力的采集模塊，液晶顯示模塊，鍵盤，和遙控器數(shù)據(jù)傳輸模塊。圖1是一個(gè)方框圖，系統(tǒng)硬件。由美國(guó)TI公司的MSP430F149被選中，其中包括12位快速A / D轉(zhuǎn)換器，60K字節(jié)的FlashROM，2K字節(jié)的RAM，2個(gè)16位定時(shí)器，看門狗，6路8位雙向I / O端口，兩路USART通信端口，一個(gè)比較器，一個(gè)DCO內(nèi)部振蕩器和兩個(gè)外部時(shí)鐘可以調(diào)試和下載單片機(jī)通過JTAG在線，方便，實(shí)際上。它還具有5種超低功耗工作省電模式的方法，Pl和P2端口可以作為中斷源，片上資源豐富。單片機(jī)的工作電壓范圍為1.8 - 3.6 V，低功耗消費(fèi)（完整的操作電子式電流控制在待機(jī)0.6毫安）經(jīng)營(yíng)電子式

8、電流控制于20uA的電流，特別適用于儀表干電池供電的儀器數(shù)據(jù)采集部分對(duì)于流量計(jì)，溫度和壓力的兩個(gè)重要的參數(shù)，尤其是對(duì)于用的流量計(jì)溫度和壓力補(bǔ)償，它的準(zhǔn)確與否直接影響流量參數(shù)的測(cè)量的準(zhǔn)確度。為了獲得高的測(cè)量精度，用TMP36溫度傳感器，其廣泛的溫度范圍（40+125），其輸出電壓成比例的信號(hào)溫度，線性度更好。 MC系列壓力使用壓力傳感器的傳感器，其范圍可以從幾千帕到幾兆帕;工作溫度范圍為40 80，準(zhǔn)確性，相對(duì)誤差小于0.25。 MC系列壓力傳感器需要恒流源電源供應(yīng)，本系統(tǒng)選用恒流源LM234，壓力傳感器準(zhǔn)確檢測(cè)放大后的電壓通過模擬輸入信號(hào)送入單片機(jī)A/ D轉(zhuǎn)換。使用韋根傳感器，流量脈沖信號(hào)按照

9、開發(fā)韋根效應(yīng)傳感器輸出信號(hào)的幅度高，穩(wěn)定，以及需要外部電源的優(yōu)點(diǎn)，如在圖2中所示，脈沖信號(hào)采集電路，汽輪機(jī)通流賬戶轉(zhuǎn)了一圈每個(gè)葉輪，韋根傳感器輸出幾毫秒持續(xù)時(shí)間大約是6伏的高振幅，高電壓調(diào)節(jié)器，使電容器C1通過晶體管Q1導(dǎo)通后，P1.1是高電壓，這可以觸發(fā)端口MCU的上升沿或下降沿中斷，確定中斷程序時(shí)，是由于P1.1觸發(fā)脈沖計(jì)數(shù)器的話造成的破壞加一實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。B、液晶顯示屏和鍵盤模塊 四個(gè)按鍵的鍵盤直接連接到單片機(jī)的P2口。從每個(gè)按鍵都是獨(dú)立其他和無干擾。鍵盤采用中斷處理方法，以節(jié)省單片機(jī)的資源。 A鍵按下相應(yīng)的處理。顯示模塊，用于顯示測(cè)量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)置，如溫度，壓力，瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，電

10、池和其它信息。鍵被設(shè)置為手動(dòng)設(shè)置流量計(jì)的參數(shù)，流量上限，明確的累積流量。顯示緩沖區(qū)區(qū)域分配顯示模塊微控制器的RAM區(qū)在液晶顯示屏上的緩沖器中的內(nèi)容。C.遠(yuǎn)程傳輸模塊為了提供生產(chǎn)管理信息和管理，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)提供。遠(yuǎn)程傳輸模塊包括：RS485輸出能力和工業(yè)級(jí)的420mA輸出和HART模塊。儀表的420mA輸出AM402芯片所實(shí)現(xiàn)。通過調(diào)節(jié)占空比與SCM，流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM脈沖的引腳，然后通過要被轉(zhuǎn)換的AM402成標(biāo)準(zhǔn)的420mA的電流信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。 RS-485是半雙工通信與最大傳輸距離為1.2KM。這是非常有用長(zhǎng)途通信，因?yàn)槿藗儧]有去檢查每一個(gè)樂器的現(xiàn)場(chǎng)直播，而不是他們只需要觀看的通信接

11、口學(xué)習(xí)當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)。 HART通信智能通信卡和不干擾與420mA模擬信號(hào)，它可以做雙向數(shù)字溝通。因此，各種流量檢測(cè)馬上顯示。此外，遠(yuǎn)程配置由電腦主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)改變儀器的零點(diǎn)和范圍，積極完整的自我診斷功能，進(jìn)一步提高通信距離和更復(fù)雜的和精確的控制來實(shí)現(xiàn)的。C、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 模塊化的開發(fā)中使用的軟件設(shè)計(jì)因?yàn)樗芊奖阏{(diào)試，連接，修改和移植程序。 MSP430具有IAR調(diào)試好環(huán)境，用C語言在編程中，開發(fā)時(shí)間可以大大減少。MCM上電或復(fù)位時(shí)，該系統(tǒng)是首先初始化，然后執(zhí)行每個(gè)模塊是通過使用標(biāo)記通過執(zhí)行方法，該方法是，模塊是建立執(zhí)行符號(hào)時(shí)執(zhí)行，否則跳過模塊和其他模塊繼續(xù)執(zhí)行反復(fù)。通常情況下，每個(gè)系統(tǒng)任務(wù)子程

12、序空閑狀態(tài)，只有當(dāng)有一個(gè)相應(yīng)的消息產(chǎn)生，執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)是完成。系統(tǒng)的中斷源包括：外部中斷（脈沖采集交通信號(hào)），定時(shí)中斷，串行通信和接收中斷，中斷方法改善了響應(yīng)速度，從而使程序更可靠。圖3是主程序流程圖五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析下正常工作的功率測(cè)量系統(tǒng)： 狀態(tài)（沒有測(cè)量狀態(tài)），整體工作電流系統(tǒng)維護(hù)波紋管250Pa左右。測(cè)量時(shí)間壓力和溫度是非常喊（毫秒）;測(cè)量電流約1mA，電源間斷電流被提供。用于的16AH鋰錳電池在過去五年的系統(tǒng)，可以在正常工作狀態(tài)。計(jì)算系統(tǒng)的不確定性：不準(zhǔn)確的壓力傳感器是±0.5，不準(zhǔn)確的溫度傳感器是±0.4，誤差為0.5，則系統(tǒng)的不確定性是：六、結(jié)論 渦輪氣量計(jì)的測(cè)量原理在此上下文中設(shè)計(jì)的單芯片結(jié)合微控制器，配合有一定程度的