流量計(jì)畢業(yè)論文渦輪流量計(jì)標(biāo)定裝置及測量電路設(shè)計(jì)

1、 渦輪流量計(jì)標(biāo)定裝置及測量電路設(shè)計(jì)學(xué) 院航空航天工程學(xué)部專 業(yè)飛行器動力工程班 級04040102學(xué) 號姓 名孔祥宇指導(dǎo)教師彭大維負(fù)責(zé)教師彭大維沈陽航空航天大學(xué)2021年6月摘 要隨著流體系統(tǒng)向微小化方向的開展，對微小流量進(jìn)行精確測量的需求變得越來越多。本文提出了小量程流量計(jì)、標(biāo)定試驗(yàn)器及傳感器后調(diào)理電路的設(shè)計(jì)，使其具有測量精度高、使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、數(shù)字信號輸出并轉(zhuǎn)換為易于識別的方波等優(yōu)點(diǎn)。文章主要研究設(shè)計(jì)了切向渦輪流量計(jì)以及對切向流量計(jì)中傳感器后的調(diào)理電路進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)，同時對調(diào)節(jié)渦輪轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)的安裝操作進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。并根據(jù)測量微小流量的原理及其實(shí)現(xiàn)方法，改良測量系統(tǒng)。

2、測量系統(tǒng)在液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的根底上，改良了穩(wěn)壓裝置，采用穩(wěn)壓溢流堰的方法，設(shè)計(jì)了新的液體稱重容器-雙套量杯稱重容器，選用了測量精度更高的電子天平，取代了常用杠桿式天平，使測量更簡單、準(zhǔn)確。根據(jù)微小流量測量的特點(diǎn)，本文選擇動態(tài)質(zhì)量法原理進(jìn)行流量標(biāo)定，它簡化了測量過程，降低了本錢，提高了測量精度，證明對它的設(shè)計(jì)是可行的。關(guān)鍵詞：切向渦輪流量計(jì)；液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置；動態(tài)質(zhì)量法；流量標(biāo)定;信號調(diào)理電路；步進(jìn)電機(jī)調(diào)控；PCB電路板印刷Turbine flowmeter calibration device and measurement circuit designAbstractWith the dev

3、elopment of the fluid system to the direction of miniaturization, the demand for accurate measurement of small flow becomes more and more. This paper presents the design of a small range of flow meter . the calibration test and the design of the sensor conditioning, it has high accuracy, easy to use

4、, adaptable, and converted to a digital signal output of the advantages of easy identification square wave . The article is mainly designed tangential turbine flow-meter, As well as the design of the cutting simulation and PCB design after the flowmeter sensor conditioning circuits .while adjusting

5、the speed of the turbine installation stepper motor for a detailed description.and in accordance with the principle and implementation method for measuring small flows, improved measurement system. Measurement system on the basis of the liquid flow standard device to improve the regulator device, us

6、ing the method of regulator overflow weir; Designed a new liquid weighing container - double sets of measuring cups weighing the container; The selection of a higher measurement accuracy electronic balance, replacing the commonly used leveraged balance, the measurement is more simple and accurate. A

7、ccording to the characteristics of micro flow measurement, this article selection of the dynamic quality of the principle of flow calibration which simplifies the measurement process, reduces cost and improves the measurement accuracy, to prove that its design is feasible.Keywords: Tangential turbin

8、e flow-meter; Liquid flow standard device; Dynamic Quality Act; Flow calibration ;Signal condition circuit;Stepper motor regulation;PCB printed circuit board 目 錄1 緒論5 研究的背景、目的和意義51.2 本課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線及需解決的技術(shù)關(guān)鍵51.2.1 研究的指導(dǎo)思想8 1.2.2 主要研究內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與難點(diǎn)82 小量程流量計(jì)的選擇及設(shè)計(jì)10 渦輪流量計(jì)概述10 渦輪流量計(jì)開展概況10 渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)11 切向式渦輪流

9、量計(jì)12 3 試驗(yàn)系統(tǒng)的建立與選擇17 微小流量的定常流測量原理17 靜態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置17 動態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置18 基于以上兩種測量方法，比照分析并選擇試驗(yàn)系統(tǒng)194 動態(tài)質(zhì)量法測量裝置21 測量系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)21 測量系統(tǒng)的優(yōu)化及改良22 穩(wěn)壓源的改良22 稱重容器的改良23 稱重裝置的改良255 流量計(jì)標(biāo)定技術(shù)27 流量標(biāo)定技術(shù)分類27 切向渦輪流量計(jì)的標(biāo)定276 轉(zhuǎn)速傳感器所連接電路及步進(jìn)電機(jī)調(diào)控裝置. 30 6.1傳感器后信號調(diào)理電路設(shè)計(jì). 30 6.1.1轉(zhuǎn)速傳感器所連接電路.30 6.1.2轉(zhuǎn)速傳感器所連接電路的軟件繪制.32 6.2步進(jìn)電機(jī)調(diào)控裝置.3

10、3 6.2.1并口卡.34100兩項(xiàng)混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器.40 6.2.3電動機(jī).43 6.2.4裝置效果圖.437 裝置不確定度分析457.1 測量動態(tài)誤差分析457.2 計(jì)時器的不確定度457.3 電子秤的不確定度467.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度477.5 擴(kuò)展不確定度478 總結(jié)48參考文獻(xiàn)50致 謝541 緒論1.1 研究的背景、目的和意義近年來隨著能源和水資源的全球性匱乏，和在石油、化工、電力、冶金、采礦、食品、輕工等很多工業(yè)生產(chǎn)過程中，對流量的測量都是必不可少的，因此全社會對流量計(jì)量測試技術(shù)的要求越來越高。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)發(fā)布了各種流量計(jì)量設(shè)備的檢定規(guī)程，將流量計(jì)量設(shè)備的檢

11、定列為國家強(qiáng)制檢定工程。對于流量計(jì)量來說，各種流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是實(shí)施計(jì)量效勞的主要手段，其自身的功能、精度與先進(jìn)程度就顯得至關(guān)重要。在對燃油測量精度越來越高的今天，任何微小的標(biāo)準(zhǔn)量值的差異都將導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)利益矛盾。因此計(jì)量的準(zhǔn)確性愈來愈受到人們的普遍關(guān)注。如何進(jìn)一步提高其測量精度是一個重要而又現(xiàn)實(shí)的問題。針對目前微小流量測量中存在的問題，本文提出了一種用簡單、有效定常流測量微小流量的原理及其實(shí)現(xiàn)方法，改良了穩(wěn)壓裝置，簡化了測量過程，降低了本錢，提高了測量精度。并且本文對所設(shè)計(jì)的流量計(jì)裝置在電方面進(jìn)行了深入的探討進(jìn)一步的研究，是本文顯得更加充實(shí)飽滿。本課題研究成果不僅具有顯著的社會效益，而且還具有

12、廣闊的推廣應(yīng)用前景。本文研究的目的是：用動態(tài)稱重方法進(jìn)行流量測量, 從而建立一套結(jié)構(gòu)簡單、精度高、運(yùn)行效率高、性價比高的液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動檢定系統(tǒng)，一方面能保證流量計(jì)量設(shè)備準(zhǔn)確的量值通過電信號的傳遞，另一方面能有效地防止在生產(chǎn)和貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域應(yīng)用的流量計(jì)量設(shè)備由于計(jì)量精度而引起的生產(chǎn)浪費(fèi)和貿(mào)易糾紛等。本課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線及需解決的技術(shù)關(guān)鍵研究的指導(dǎo)思想1、繼承和開展原那么。定常流測量方法是流量精確測量時普遍采用的方法而對于渦輪的轉(zhuǎn)速，傳統(tǒng)的機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)也曾經(jīng)廣泛應(yīng)用，兩者其中的很多優(yōu)點(diǎn)必須要繼承，沒有繼承就沒有開展。通過對現(xiàn)有成果的總結(jié)和完善，找出其存在的問題，提出比原方法更加

13、簡單方便的測量方法和信號采集方法。2、實(shí)用性原那么。本文研究的出發(fā)點(diǎn)是解決微小流量定常流測量以及對渦輪轉(zhuǎn)速信號的采集的完善與改良，提供理論和實(shí)踐的指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與難點(diǎn)主要研究內(nèi)容:渦輪流量計(jì)、齒輪流量計(jì)都是容積式流量計(jì)。被測介質(zhì)的壓頭推動齒輪或葉輪旋轉(zhuǎn)時，速度傳感器記錄單位時間經(jīng)過齒數(shù)或葉片數(shù)此過程中產(chǎn)生的正弦波通過信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為方波后輸給微電腦，便可換算出流量。它們可用于精密的連續(xù)或間斷的測量管道中液體的流量或瞬時流量。小量程液體流量計(jì)的標(biāo)定，需用數(shù)字電子天平，測出單位時間流經(jīng)儀表的液體重量，換算出質(zhì)量流量和體積流量。本課題要求:設(shè)計(jì)測量渦輪轉(zhuǎn)速傳感器信號的轉(zhuǎn)換電路,控制渦

14、輪轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)安裝。比照分析小量程流量計(jì)的測量精度，設(shè)計(jì)適合小量程液體流量計(jì)的標(biāo)定裝置，分析測量的不確定度。測量渦輪轉(zhuǎn)速傳感器信號轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1） 利用Proteus 7 Professional軟件繪制仿真電路設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真2） 利用Altium Designer 6軟件繪制PCB圖控制渦輪轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)的安裝：1) 并口卡相關(guān)控制軟件Mach3的安裝及操作2) 并口卡、步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)的接線 小量程流量計(jì)及標(biāo)定試驗(yàn)器設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1小量程流量計(jì)的設(shè)計(jì)；2流量檢測及標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)；4試驗(yàn)誤差分析及優(yōu)化試驗(yàn)。需解決的技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)：1） 測量渦輪轉(zhuǎn)速傳感器信號的轉(zhuǎn)換電路的繪制

15、2） 并口卡、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器相關(guān)線路的連接及軟件控制3試驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓；4改良試驗(yàn)裝置，減小流體測量過程中動態(tài)沖量對試驗(yàn)引起的誤差；5流量計(jì)的標(biāo)定；6試驗(yàn)誤差及不確定度的分析。對測量渦輪轉(zhuǎn)速傳感器信號的轉(zhuǎn)換電路的繪制需要經(jīng)過電路仿真和PCB設(shè)計(jì)，渦輪驅(qū)動電動機(jī)控制裝置包含并口卡、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器的連線以及軟件控制。根據(jù)試驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差因素，可從幾個方面對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化與改良。如減小或者消除測量過程中沖量所引起的動態(tài)誤差，進(jìn)一步提高小流量的穩(wěn)定流動，標(biāo)準(zhǔn)安裝過程和操作過程以減少人為因素等。2 渦輪流量計(jì)的選擇及設(shè)計(jì)基于本試驗(yàn)裝置主要適用于液體流量的測量，并考慮到受液體粘度等的影響較

16、小等因素，本課題選用渦輪流量計(jì)。渦輪流量計(jì):利用置于流體中的葉輪感受流體平均速度來測量流體流量的流量計(jì)。與流量成正比的葉輪轉(zhuǎn)速通常由安裝在管道外的檢出裝置檢出。渦輪流量計(jì)由渦輪流量傳感器和顯示儀表組成。2.1 渦輪流量計(jì)概述渦輪流量計(jì)是一種速度式流量儀表，它利用置于流體中的葉輪旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成比例的關(guān)系，通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映通過管道的體積流量的大小，是目前流量儀表中比擬成熟的高精度儀表。渦輪流量計(jì)由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表組成，可實(shí)現(xiàn)瞬時流量和累積流量的計(jì)量。傳感器輸出與流量成正比的脈沖頻率信號，該信號通過傳輸線路可以遠(yuǎn)距離傳送給顯示儀表，便于進(jìn)行流量的顯示。此外，傳感器輸出的脈

17、沖信號可以單獨(dú)與計(jì)算機(jī)配套使用，由計(jì)算機(jī)代替流量顯示儀表實(shí)現(xiàn)密度、溫度或壓力補(bǔ)償，顯示質(zhì)量流量或氣體的體積流量。渦輪流量計(jì)因其精度高、重復(fù)性好、量程范圍寬、體積小、輸出脈沖信號等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于天然氣計(jì)量、油品精確計(jì)量、工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控、測量等領(lǐng)域。2.1.1 渦輪流量計(jì)開展概況美國早在1886年即發(fā)布過第一個TUF渦輪流量計(jì)專利，1914年的專利認(rèn)為TUF的流量與頻率有關(guān)。美國的第一臺是在1938年開發(fā)的，它用于飛機(jī)上燃油的流量測量，只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機(jī)和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計(jì)才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。渦輪流量計(jì)是測量儀表門類中的一個重要的產(chǎn)品系列，假設(shè)用于潔凈

18、的低粘度液體流量測量時，在相當(dāng)寬的流量范圍內(nèi)，其測量精確度高，重復(fù)性好，這是它最為突出的優(yōu)點(diǎn)。另外，它還具有體積小、重量輕、易于做到耐高壓及數(shù)字脈沖輸出等特點(diǎn)，因而不僅可做監(jiān)控測量儀表，而且更重要的是，由它組成的流量測量系統(tǒng)可達(dá)國際商業(yè)貿(mào)易允許的計(jì)量誤差要求。渦輪流量計(jì)的主要局部渦輪流量傳感器有如下幾種類型：1軸向型普通型，葉輪軸中心與管道軸線重合，是渦輪流量傳感器的主要產(chǎn)品。有全系列產(chǎn)品DN10DN600。2切向型，葉輪軸與管道軸線垂直，流體流向葉片平面的沖角約 90 度，適用于小口徑微流量測量，在大口徑流量測量時也用到了插入式的切向型渦輪流量計(jì)。3機(jī)械型，葉輪的轉(zhuǎn)動直接或經(jīng)磁耦合帶動機(jī)械計(jì)

19、數(shù)機(jī)構(gòu)，指示積算總量，測量精度比電信號檢測的傳感器稍低，其傳感器與顯示裝置是一體式的。 4井下專用型，適用于石油開采井下作業(yè)使用，測量介質(zhì)有泥漿及油氣流等，傳感器體積受限制，需耐高壓、高溫及流體沖擊等。 5自校正雙渦輪型，可用于天然氣等氣體流量測量，傳感器由主、輔雙葉輪組成，可由兩葉輪的轉(zhuǎn)速差自動校正流量特性的變化。 6廣粘度型，在波特型浮動轉(zhuǎn)子壓力平衡結(jié)構(gòu)根底上擴(kuò)大上錐體與下錐體的直徑，增加粘度補(bǔ)償翼及承壓葉片等結(jié)構(gòu)措施，使傳感器適用于高粘度液體如重油，粘度達(dá)。7插入型，插入型流量傳感器由測量頭、插入桿、插入機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)換器及儀表等局部組成?？傊?，渦輪流量傳感器按結(jié)構(gòu)可分為軸向式渦輪流量傳感器和

20、切向式渦輪流量傳感器兩種。軸向式渦輪流量傳感器目前應(yīng)用較為廣泛，而切向式渦輪流量傳感器應(yīng)用較少。但切向式渦輪流量傳感器自身的一些特點(diǎn)是軸向式渦輪流量傳感器所不具備的，例如：測量下限更低，測量靈敏度更高，動態(tài)響應(yīng)速度更快。2.1.2 渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)渦輪流量計(jì)多年來用于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室測量，并一直得到廣泛的應(yīng)用，其具有如下主要特點(diǎn)：1測量精度高。渦輪流量計(jì)的測量精度是指示值的 0.05%-0.2%之間，在線性范圍內(nèi)，即使流量發(fā)生變化，累計(jì)流量準(zhǔn)確度也不會發(fā)生變化。 2壓力損失較小。在最大流量下其壓力損失為 0.01-0.1 MPa。 3流量測量范圍寬。最大和最小流量比通常為 10:1 到 20:1，

21、故相對適用于流量大幅度變化的場合。 4重復(fù)性好。短期重復(fù)性可達(dá) 0.05%-0.2%。由于良好的重復(fù)性，經(jīng)過校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)即可得到很高的精度。 5耐高壓、耐腐蝕。由于具有較簡單的外形且采用磁電感應(yīng)結(jié)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)耐高壓設(shè)計(jì)，故可適用于高壓管路液體的測量；采用抗腐蝕材料制造，使得流量計(jì)耐腐蝕性能良好。 6可獲得很高的頻率信號(3-4 kHz)，信號分辨能力強(qiáng)。通過傳輸線路不會降低其精度，容易進(jìn)行累積顯示，易于送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，無零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。 7結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大。 8專業(yè)性傳感器類型多?？筛鶕?jù)用戶特殊需要設(shè)計(jì)為各種專用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型及混沙

22、專用型等。9一般液體渦輪流量計(jì)不適用于測量較高粘度介質(zhì)(高粘度型除外)，這是因?yàn)殡S著粘度的增大，流量計(jì)測量下限值提高，范圍度縮小，線性度變差。 10流體的物理性質(zhì)對儀表的特性有較大影響。氣體流量計(jì)易受密度影響，而液體量計(jì)對粘度變化反響敏感。2.2 切向式渦輪流量計(jì)切向渦輪流量計(jì)是一種速度式流量儀表，它以動量守恒原理為根底。流體沖擊葉輪，使葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化，根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速求出流量值。在工業(yè)上，可采用渦輪流量計(jì)測量粘度較低的各種液體和氣體的流量。這種流量計(jì)具有測量精度高、量程范圍寬、線性好、脈沖輸出等優(yōu)點(diǎn)。切向渦輪流量計(jì)由渦輪流量傳感器和接收電脈沖信號的顯示儀表組成。通過信

23、號檢測放大器將葉輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖，送入二次儀表進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示，實(shí)現(xiàn)對瞬時流量和累積流量的計(jì)量。不同廠家的切向渦輪流量傳感器，其整體結(jié)構(gòu)差異較大，目前國內(nèi)外主要有三種，如下列圖 2-1 所示。 圖2-1 切向渦輪式流量傳感器結(jié)構(gòu)圖1單流束水平流動結(jié)構(gòu)，如圖 2-1(a)所示。傳感器的流體入口和出口在同一軸線上。流體經(jīng)過一個噴嘴，沖擊葉輪上部的葉片外表，推動葉輪旋轉(zhuǎn)。流體經(jīng)過另外一個與入口噴嘴在同一軸線上反向安裝的噴嘴流出傳感器。 2單流束環(huán)形流動結(jié)構(gòu)，如圖 2-1(b)、(c)所示。傳感器流體入口和出口軸線平行或成一定的角度。流體經(jīng)過一個噴嘴，沖擊葉輪側(cè)面的葉片外表，推動葉輪旋轉(zhuǎn)；隨葉輪旋轉(zhuǎn)

24、，流體在傳感器腔內(nèi)做環(huán)形流動，進(jìn)一步推動葉輪旋轉(zhuǎn)；在葉輪另一側(cè)，流體經(jīng)過另外一個與入口噴嘴軸線平行或成一定角度反向安裝的噴嘴或管道，流出傳感器。 3預(yù)旋流切向流動結(jié)構(gòu)，如圖 2-1(d)所示。流體首先經(jīng)過一個螺桿 1，形成螺旋形流動，再推動葉輪 2 旋轉(zhuǎn)。在圖2-1(a)所示單流束水平流動結(jié)構(gòu)的切向渦輪流量傳感器主要用于微流量測量。其結(jié)構(gòu)主要由儀表殼體、渦輪葉輪、噴嘴、軸和軸承以及信號檢測放大器等組成。本文設(shè)計(jì)的切向渦輪流量計(jì)如下：圖 2-2 為傳感器殼體結(jié)構(gòu)圖，圖中左側(cè)上圖為殼體的俯視圖，左側(cè)下列圖為縱向切面圖，右側(cè)圖那么為殼體的透視圖。殼體的各個幾何參數(shù)圖中均有標(biāo)注。儀表殼體一般采用不導(dǎo)磁

25、的不銹鋼或鋁合金制成，對于大口徑傳感器亦可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結(jié)構(gòu)。殼體是傳感器的主體部件，它起到承受被測流體的壓力，固定安裝檢測部件，連接管道的作用，殼體內(nèi)裝有葉輪、軸、軸承，殼體外壁安裝有信號檢測放大器。圖 2-2 傳感器殼體結(jié)構(gòu)圖圖2-3是傳感器的蓋子，圖中左側(cè)上圖為蓋子的主視剖視圖，左側(cè)下列圖為蓋子的俯視圖，右側(cè)那么為蓋子的左視圖。它的各個幾何參數(shù)都在圖中已經(jīng)注出。材質(zhì)可選擇與傳感器的殼體相同。蓋子的作用是固定軸，使葉輪繞軸轉(zhuǎn)動，并且還起到防止其他外界因素干擾葉輪轉(zhuǎn)動及防止漏油。圖2-3是傳感器的蓋子圖 2-4 是傳感器葉輪和軸的結(jié)構(gòu)圖。葉輪一般由高導(dǎo)磁性材料制成，是傳感器的檢測部

26、件。它的作用是把流體動能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種，亦可用嵌有許多導(dǎo)磁體的多孔護(hù)罩環(huán)來增加一定數(shù)量葉片渦輪旋轉(zhuǎn)的頻率。葉輪由支架中軸承支承，與殼體同軸，其葉片數(shù)視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響，要根據(jù)流體性質(zhì)、流量范圍、使用要求等設(shè)計(jì)，葉輪的動態(tài)平衡很重要，直接影響儀表的性能和使用壽命。 圖 2-4 是傳感器葉輪和軸軸與軸承通常選用不銹鋼或硬質(zhì)合金制作，它支承和保證葉輪自由旋轉(zhuǎn)，需要有足夠的剛度、強(qiáng)度和硬度、耐磨性，耐腐性等，它決定著傳感器的可靠性和使用期限。傳感器失效通常是由軸與軸承引起的，因此它的結(jié)構(gòu)與材料的選用以及維護(hù)是很重要的。我國

27、目前一般采用變磁阻式信號檢測放大器，它由永久磁鋼、導(dǎo)磁棒鐵芯、線圈等組成。它的作用是把渦輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號輸出。信號檢測放大器安裝在渦輪葉片的正上方，流體流過時，沖擊葉輪旋轉(zhuǎn)。葉片處在永久磁鋼的正下方時，磁路的磁阻最??；當(dāng)兩個葉片中間的間隙處在永久磁鐵的正下方時，磁路的磁阻最大。葉輪在流體的沖擊下旋轉(zhuǎn)，不斷地改變磁路的磁阻，使永久磁鋼外的線圈中產(chǎn)生變化的感生電勢，送入放大整形電路，變成脈沖信號。脈沖信號的頻率與管道中流體的流量成正比。 3 試驗(yàn)系統(tǒng)的建立與選擇本章介紹了微小流量定常流測量方法，根據(jù)微小流量測量的特點(diǎn)，分別設(shè)計(jì)了靜態(tài)質(zhì)量法、動態(tài)質(zhì)量法并指出了定常流條件下微小流量測量

28、存在的問題。3.1 微小流量的定常流測量原理如圖3.1所示，測量容器的過流斷面面積為A，被測試件的過流端面面積為a，測試段液體體積為V。試驗(yàn)時，測量容器中水頭H保持為定值，以保證被測試件2處的壓差為定值，故2處的流動為不隨時間變化的定常流。為保證H為定值，那么需測量容器上部一直處于溢流狀態(tài)，也可以采用加恒值氣壓的方法保證2處的壓差為定值，但需要恒值氣源，設(shè)備復(fù)雜，本錢高。根據(jù)流量的定義，測量在一定時間段t內(nèi)流入計(jì)量容器(量杯)內(nèi)的液體體積V或質(zhì)量M即可得到體積流量： 或質(zhì)量流量： 1.測量容器 2.被測試件 3.計(jì)量容器(量杯)3.2 靜態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置對于流量的測量，靜態(tài)質(zhì)量法液

29、體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置可以到達(dá)最高的精度，當(dāng)需要高精確度的微小流量測量時，可以參照靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的原理來設(shè)計(jì)微小流量測量裝置。靜態(tài)質(zhì)量法是指在靜止?fàn)顟B(tài)下，稱量一段時間內(nèi)容器中的液體質(zhì)量，從而計(jì)算出質(zhì)量流量。靜態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置典型結(jié)構(gòu)如圖2.7所示，由穩(wěn)壓源、計(jì)量容器或稱重裝置、截止閥(或單向閥)、換向器、計(jì)時器和管路系統(tǒng)等組成。其工作原理為:先將水用水泵3打入置頂液箱6中，水注滿后，液體由溢流堰5溢流，經(jīng)過泄漏管8回水池1。為保證被試件處為定常流動，整個試驗(yàn)過程中置頂液箱6一直處于溢流狀態(tài)。試驗(yàn)開始時，翻開截止閥(或頂開單向閥)9，換向器液流流入泄漏管巧方向，此時稱重容器的質(zhì)量

30、為初始值M0，當(dāng)流量穩(wěn)定后，啟動換向器，使得換向器液流流入稱重容器13，同時計(jì)時器觸發(fā)機(jī)構(gòu)12觸發(fā)計(jì)時器啟動計(jì)時。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的液體重量時，換向器自動換向，使換向器液流流入泄漏管徑的方向，并同時停止計(jì)時器，記錄此時稱重容器的質(zhì)量M和計(jì)時器的測量時間T，那么實(shí)際質(zhì)量流量為 3.3由質(zhì)量流量換算為體積流量時，可由下式計(jì)算 3.4在微小流量測量時，為了不降低測量質(zhì)量的電子秤的準(zhǔn)確度，測量的時間T必須足夠長，這使得測量效率降低;要得到被檢流量計(jì)的體積流量，還須經(jīng)過質(zhì)量與體積的換算，這樣又會引入密度測量的誤差;由于稱量的容器處于空氣中，砝碼密度和水的密度不同，受到的浮力不同，故存在浮力修正問題。3.3 動

31、態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置動態(tài)質(zhì)量法是指在液體流入到稱量容器的流動過程中，稱量一段時間內(nèi)容器中的液體質(zhì)量的增量，從而計(jì)算出流量。如圖2.8為采用杠桿觸發(fā)結(jié)構(gòu)的動態(tài)質(zhì)量法測量裝置。圖2動態(tài)質(zhì)量法液體微小流量測量裝置其工作原理為:先將水用水泵3打入置頂水箱5中，水注滿后，液體由溢流堰5溢流，經(jīng)過泄漏管8回水池1。為保證被試件處為定常流動，整個試驗(yàn)過程中一直處于溢流狀態(tài)。試驗(yàn)開始時，翻開截止閥(或頂開單向閥)9，當(dāng)流量穩(wěn)定后，稱量容器底部放水閥11快速關(guān)閉，稱量容器內(nèi)的液體質(zhì)量開始增加，當(dāng)增加的總質(zhì)量到達(dá)預(yù)定的平衡質(zhì)量Ml時，杠桿抬起，觸發(fā)計(jì)時器啟動開始計(jì)時。當(dāng)稱量容器內(nèi)的液體質(zhì)量增加到第二個平衡

32、質(zhì)量M2時，杠桿又抬起，觸動計(jì)時器停止計(jì)時，并記下計(jì)時器計(jì)時時間T，那么質(zhì)量流量為 3.5由于存在動態(tài)效應(yīng)，射流沖擊力對稱量結(jié)果造成影響，受杠桿系統(tǒng)慣性滯后影響，引起系統(tǒng)誤差的因素較多。3.4 基于以上兩種測量方法，比照分析并選擇試驗(yàn)系統(tǒng)靜態(tài)質(zhì)量法一般有較高的測量精度，可到達(dá)0.05%，但是測量系統(tǒng)復(fù)雜，測量過程中存在較大誤差。其中包括：1、 靜態(tài)質(zhì)量法中有多處截止閥，測量過程中啟動或者停止需要人工操作，會帶來較大誤差；2、 系統(tǒng)中使用了換向器，在停止換向時會對測量帶來一定的誤差；3、 測量過程中存在流體向下流入稱重容器時產(chǎn)生沖量，對試驗(yàn)測量帶來不可防止的誤差。動態(tài)質(zhì)量法的準(zhǔn)確度較靜態(tài)質(zhì)量法低

33、，一般靜態(tài)質(zhì)量法準(zhǔn)確度可達(dá)0.05%-0.1%，而動態(tài)質(zhì)量法準(zhǔn)確度通常為0.2%-0.4%。1、 動態(tài)質(zhì)量法不需要換向器，沒有換向誤差，結(jié)構(gòu)簡單，完成一次測量的時間短， 測量效率高；2、 動態(tài)質(zhì)量法由于本身容易實(shí)現(xiàn)密封，所以可用于有害液體或易揮發(fā)液體的流量測 量，這在微小流量測量時有特別的意義，因?yàn)閾]發(fā)對微小流量的測量影響更大。3、 通過改良稱重容器可以有效減小稱重過程中流體沖量對試驗(yàn)誤差的影響。總得來說，運(yùn)用動態(tài)質(zhì)量法對小量程流量計(jì)測量的試驗(yàn)最優(yōu)，其優(yōu)點(diǎn)是：精度高，可靠性好，流量范圍大，性能穩(wěn)定，運(yùn)行本錢低，操作方便，自動化程度高，對環(huán)境無污染。4 動態(tài)質(zhì)量法測量裝置本文基于液態(tài)流動流體的稱

34、重系統(tǒng)，為了減少誤差，進(jìn)一步提高流量計(jì)的準(zhǔn)確性，選用的動態(tài)質(zhì)量法。動態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)定是用動態(tài)稱重方法進(jìn)行流量測量, 從而檢驗(yàn)標(biāo)定電磁、渦輪、轉(zhuǎn)子等流量計(jì)。進(jìn)一步解決靜態(tài)質(zhì)量法中流體沖量所引起的誤差。但實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意到液體流體的穩(wěn)定流動，這對實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生較大誤差。4.1 測量系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)整個試驗(yàn)系統(tǒng)的測量原理及設(shè)計(jì)：系統(tǒng)依靠水泵產(chǎn)生流量，使水流經(jīng)被檢流量計(jì)注入稱重容器，在設(shè)定的時間間隔t內(nèi)，電子秤測得水質(zhì)量m，求得流量q=mt，從而確定被檢流量計(jì)的流量并進(jìn)行流量標(biāo)定。圖4-1 動態(tài)質(zhì)量法測量裝置1-液體源 2-水泵 3-試驗(yàn)管路 4-穩(wěn)壓溢流堰 5-截止閥 6-被測流量計(jì) 7-稱重容器 8-

35、電子天平系統(tǒng)裝置主要由小型水泵、試驗(yàn)管路、液體源、水塔式流量容器及循環(huán)系統(tǒng)、截止閥、稱重容器和電子天平等組成。4.2 測量系統(tǒng)的優(yōu)化及改良4.2.1 穩(wěn)壓源的改良溢流法在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)中，稱為水塔穩(wěn)壓法，是用置頂容器溢流的方法來得到被測試件處的恒定水頭，如圖4-2所示，(l)為置頂溢流容器，(2)為被測試件，(3)為量杯。為保證被測試件(2)處為恒定水頭，容器(l)必須一直處于溢流狀態(tài)。由于恒定壓力由液柱產(chǎn)生，置頂容器的高度有限，這種方法不能測量壓力過高，管道流動雷諾數(shù)較低。 圖4-2溢流法原理圖溢流法穩(wěn)壓時，對于中、大流量測量的應(yīng)用一般只是供水泵的功率損耗問題，但是對于微小流量的精確測量

36、，存在如下問題:第一、由于供水泵排量的變化和管道系統(tǒng)阻力的變化，進(jìn)入置頂液箱的流量是波動的，溢流過程可看成是液體流過完全直角、并且沒有側(cè)向壓縮的銳邊溢流堰，高出溢流堰邊的液體高度隨流量而變化，造成穩(wěn)壓水頭實(shí)際上不穩(wěn)定；第二、由于溢流的液面不斷受到入流沖擊影響，所以存在液面沖擊干擾，這在測量微小流量時會引入動態(tài)流量造成的誤差；第三、不斷的液面入流會使氣泡混入測試液體且很難排出，引起氣泡干擾;第四、啟停瞬間造成流動狀態(tài)的干擾；第五、測試液體不可回收時，溢流造成測試液浪費(fèi)。本課題可采用高位槽溢流的溢流穩(wěn)壓法如下列圖對上述問題做出有效改良。圖4-3 穩(wěn)壓溢流堰 首先是采用了溢流堰，測量過程中能保持液位

37、高度始終不變同時溢流液體可以回收，循環(huán)至液體源； 其次，本實(shí)驗(yàn)中采用了可調(diào)升降的溢流堰，通過調(diào)節(jié)溢流堰的高度，可以方便有效的改變測量時所需要的不同流速，操作簡單、有效；最后是試驗(yàn)起止及實(shí)驗(yàn)過程中，都能有效保持相對穩(wěn)定流動，對動態(tài)測量只產(chǎn)生較小影響。4.2.2 稱重容器的改良傳統(tǒng)的稱重容器都是測量時液體直接流進(jìn)稱重容器，然后通過稱重裝置進(jìn)行稱重，如圖圖4-4稱重容器1-稱重容器 2-電子天平但是采用該裝置，在測量過程中將產(chǎn)生不可防止的流體下落時產(chǎn)生的沖量問題，這會對試驗(yàn)的測量精度產(chǎn)生較大誤差，因此如何改良稱重容器，是提高測量精度的關(guān)鍵問題。方案一 采用帶檔板的稱重容器圖4-5稱重容器1-爬梯 2

38、-稱重容器 3-電子天平如下圖，當(dāng)液體流入稱重容器時，流體首先落在了檔板上，抵消了一局部沖量，如此往復(fù)可以有效降低液體流入容器時的速度，到進(jìn)入稱重容器的液面時，速度根本將為0。雖然該裝置有效降低了液體下落時帶來的沖量問題，但是，在容器液面較低時，仍然會有一定的影響。方案二 采用雙套稱重容器圖4-6稱重容器1-水頭 2-小量杯 3-吸附性海綿 4-稱重容器如下圖，此方案是采用兩個容器，將小量杯固定在大量杯內(nèi)，再在小量杯外側(cè)固定海綿或者細(xì)絲密實(shí)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)根據(jù)測量液體的粘性選擇。本試驗(yàn)測量的是液態(tài)水，因此在小量杯外側(cè)固定上厚度為2 cm的吸附性海綿。試驗(yàn)過程中，保持水頭在小量杯的上方且固定不動，并且小

39、量杯內(nèi)液體始終是滿的。該過程可使液體流入稱重容器所產(chǎn)生的沖量始終保持不變，對測量結(jié)果根本不產(chǎn)生影響；同時，對于標(biāo)準(zhǔn)液體稱重系統(tǒng)中存在的多收集了一段水柱的問題，應(yīng)用該裝置，測量前后都是同樣多收集了一段，可以抵消不計(jì)，對試驗(yàn)測量誤差影響較小。最后是，當(dāng)液體從小量杯溢流流入大量杯時，因?yàn)橥鈧?cè)有吸附性海綿，可以降低流速，使流速根本接近于0，對試驗(yàn)根本沒有影響。綜上所訴，本實(shí)驗(yàn)選取方案二稱重系統(tǒng)，該方案有效降低了傳統(tǒng)模式下的兩個誤差問題，能有效提高小量程流量計(jì)的測量精度，對試驗(yàn)有較大的提高。4.2.3 稱重裝置的改良傳統(tǒng)的稱重裝置都是天平式的稱重容器，如圖圖4-7 稱重裝置1-稱重容器 2-平衡梁(杠桿

40、) 3-計(jì)時器啟停觸動機(jī)構(gòu) 4-砝碼該裝置采用杠桿觸發(fā)結(jié)構(gòu)的動態(tài)質(zhì)量法測量，雖然該裝置測量簡單，且計(jì)時也相對準(zhǔn)確，但是在測量過程中存在兩方面的誤差：1、在測量過程中，添加砝碼需要人工操作，會有一定的人工延遲誤差，造成計(jì)時偏大，測量結(jié)果偏??；2、動態(tài)測量過程中，由于存在動態(tài)效應(yīng)，射流沖擊力對稱量結(jié)果造成影響，受杠桿系統(tǒng)慣性滯后影響，引起系統(tǒng)誤差。改良方法為改平衡梁式天平為電子天平。采用最大量程為2000g精度為0.01g的電子天平J B 2102電子天平，其優(yōu)點(diǎn)是不需要人工添加砝碼，及沒有砝碼所帶來的準(zhǔn)確性方面的誤差；二是測量過程中，雖然有動態(tài)沖量的存在，但是系統(tǒng)滯后性及穩(wěn)定性所帶來的誤差較小；

41、三是操作更簡單方便，測量及計(jì)時可通過連接電腦操作控制，使測量精度更高。5 流量計(jì)標(biāo)定技術(shù)5.1 流量標(biāo)定技術(shù)分類按要求將被檢流量計(jì)安裝到裝置上，啟動液體循環(huán)系統(tǒng)，使液體流經(jīng)被檢流量計(jì)和流量工作標(biāo)準(zhǔn)，同步操作被檢流量計(jì)和流量工作標(biāo)準(zhǔn)，比擬兩者的輸出流量值，從而確定被檢流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性。按流量工作標(biāo)準(zhǔn)的取值方式，裝置可分為四種類型：靜態(tài)質(zhì)量法(含啟停質(zhì)量法):在靜止?fàn)顟B(tài)下，稱量一段時間內(nèi)容器中的液體質(zhì)量，從而計(jì)算出流量。靜態(tài)容積法(含啟停容積法):在靜止?fàn)顟B(tài)下，測量一段時間內(nèi)工作量器中的液體體積量，從而計(jì)算出流量。動態(tài)質(zhì)量法:在液體流動過程中，稱量一段時間內(nèi)容器中的液體質(zhì)量變量，從而計(jì)算

42、出流量。動態(tài)容積法:在液體流動過程中，測量一段時間內(nèi)工作量器中的液體體積變量，從而計(jì)算出流量。5.2 切向渦輪流量計(jì)的標(biāo)定由于靜態(tài)法必須等待容器中的液體靜止后才能測量, 另外容器中不能存在殘留液體, 所以效率低。動態(tài)標(biāo)定法是在液體流動情況下進(jìn)行質(zhì)量或容積測量；一般先把容積或質(zhì)量固定, 只測量時間, 操作簡便, 效率高。下列圖為一種動態(tài)質(zhì)量法標(biāo)定系統(tǒng), 可在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下對流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。圖5-1 動態(tài)質(zhì)量法測量裝置1-液體源 2-水泵 3-試驗(yàn)管路 4-穩(wěn)壓溢流堰 5-截止閥 6-被測流量計(jì) 7-稱重容器 8-電子天平其工作過程為: 翻開5截止閥，然后開啟2水泵，使測量液體在3試驗(yàn)管路中流動循

43、環(huán)起來，并開始流入7稱重容器。在這過程中，液體首先流入4穩(wěn)壓溢流堰，待液體高出擋板后經(jīng)過管路又循環(huán)回流到了1液體源里；然后液體經(jīng)過6被測流量計(jì)后流入了7稱重容器，測量時要保持液體盛滿稱重容器里的小量杯，并且溢流將外側(cè)的吸附性海綿完全滲透使大量杯里有一定量的液體；此時開始記錄8電子天平此時的讀數(shù)M并立刻開始計(jì)時；當(dāng)測量一定的時間t后稱重容器里的液面不能將吸附性海綿完全淹沒，即使記錄8電子天平的讀數(shù)m，并關(guān)閉5截止閥和2水泵。由測量的時間t和稱重質(zhì)量M-m那么可求出質(zhì)量流量。 當(dāng)被測流體通過切向渦輪流量傳感器時，流體通過噴嘴沖擊葉片，流體的沖擊力對渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使葉輪克服機(jī)械摩擦阻力矩和流動阻

44、力矩而轉(zhuǎn)動。實(shí)踐說明，在一定的流量范圍內(nèi)，對于一定的流體介質(zhì)粘度，葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與通過傳感器腔體的流量成正比。所以，可以通過傳感器測量葉輪的旋速度，然后傳輸?shù)绞静ㄆ魃?，記錄下通過的完整波形的個數(shù)來測量流量。測量前先對示波器進(jìn)行設(shè)置，使其在葉輪轉(zhuǎn)動一周時，剛好記錄一個完整的正弦波形。當(dāng)測量流體通過葉輪時，驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動，并引起電磁傳感器跟蹤記錄，并將測量的信號傳輸?shù)竭B接的示波器上。調(diào)節(jié)示波器，使其接收的波形大小適宜，頻率穩(wěn)定，此時開始記錄，采集在時間t內(nèi)，示波器接收的完整波形數(shù)。輸出波形數(shù)與葉輪轉(zhuǎn)速相等，葉輪轉(zhuǎn)速又與流量正相關(guān)，所以輸出波形數(shù)與流過傳感器的流量正相關(guān)。切向渦輪流量傳感器的波形頻率

45、 f次/秒與流過管道的體積流量 (正相關(guān)時，其比例系數(shù)即為傳感器的儀表系數(shù) K ，如式7所示： 即 在同一時間內(nèi)，傳感器的脈沖數(shù) N 與流過管道的液體體積 V也成正相關(guān)，其比例系統(tǒng)也為傳感器的儀表系數(shù) K，如式9所示： 圖5-2切向渦輪流量傳感器的工作原理1噴嘴；2渦輪；3電感 6 轉(zhuǎn)速傳感器所連接電路及步進(jìn)電機(jī)調(diào)控裝置隨著轉(zhuǎn)速的變化，轉(zhuǎn)速傳感器輸出頻率信號的幅值和頻率也在變化。針對本文所研究的，其轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號的幅值在幾百毫伏到幾伏之間，頻率在100Hz到10KHz之間，并且為一個近似正弦信號。無論從波形和幅值上來講該信號都無法直接送入電子控制器，需要經(jīng)過信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為0 到3V的方

46、波信號才能被DSP所接受。 圖61 轉(zhuǎn)速傳感器信號調(diào)理電路原理圖如圖61為采用Altium Designer 6 軟件繪制的信號調(diào)理電路原理圖，Altium Designer 6是Protel 的最新版本，是一款專門用于電路板級設(shè)計(jì)的軟件，它能完成電路的原理圖設(shè)計(jì)與PCB板的繪制。在此之前要進(jìn)行對該電路的仿真，那么采用Proteus 7 Professional 進(jìn)行電路仿真，這是一款廣泛用于仿真的軟件。信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)的前提是：轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號的幅值在0.2V到5V之間，頻率在100Hz到10KHz之間。信號調(diào)理的功能為將轉(zhuǎn)速傳感器信號轉(zhuǎn)換為同頻率的0到3V的標(biāo)準(zhǔn)方波信號，其原理為：首先，

47、由電阻和電容構(gòu)成低通濾波器，濾除頻率高于10KHz的高頻干擾信號；然后，由于輸入信號的幅值很小時無法使限幅電路中的二級管導(dǎo)通，所以需要先經(jīng)過一個放大5倍的反向放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)過兩個反向并聯(lián)的二極管限制電路把信號的幅值限制在+0.5V的范圍，這樣保證了后續(xù)電壓放大的一致性；接著采用AD620放大器將信號放大3倍，并且將電壓幅值抬升1.5V。根據(jù)公式1選擇Rg的大小，確定AD620的放大倍數(shù)G;AD620的5引腳接參考電壓，此時AD620的輸出根據(jù)公式2確定。至此，已經(jīng)得到的0到3V左右的正弦波信號，最后由CD4093史密特觸發(fā)器可以將其轉(zhuǎn)換為0到3V的方波信號，CD4093的電源電壓為3V。

48、為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的信號調(diào)理電路的功能，在Proteus 7 Professional中進(jìn)行了原理圖仿真分析，采用正弦電源模擬轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號，分別將該信號設(shè)置為幅值0.2V頻率100Hz和幅值5V頻率10KHz的正弦波，在圖61電路中設(shè)置了5個探測點(diǎn)， V0為傳感器信號，V1 為經(jīng)過濾波后的信號， V2為經(jīng)過放大和限幅的信號， V3為經(jīng)過放大和幅值抬升的信號， V4為總輸出信號。圖62和圖63為轉(zhuǎn)速傳感器信號調(diào)理電路仿真結(jié)果。由仿真結(jié)果看到，當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)速傳感器輸出信號的幅值在0.2V到5V之間，頻率在100Hz到10KHz之間時，信號調(diào)理電路總能將其轉(zhuǎn)換為同頻率的0到3V的標(biāo)準(zhǔn)方波信號。 圖6

49、圖63輸入正弦波幅值5V頻率10KHz的仿真結(jié)果 1利用Proteus 7 Professional軟件繪制的仿真電路圖，如圖64 以及圖65： 圖64 Proteus 7 Professional軟件繪制的仿真電路圖 圖65 Proteus 7 Professional軟件繪制的仿真電路調(diào)通后圖如圖64左側(cè)仿真示波器A口接于輸入端，A口檢驗(yàn)波為黃色。可見圖65左側(cè)對應(yīng)圖64左側(cè)仿真示波器檢測出正弦波，所以證明輸入為正弦波。圖64右側(cè)所示仿真示波器與圖65右側(cè)對應(yīng)，圖64右側(cè)仿真示波器A、B、C、D接口依次從左至右接在如圖64所示位置，其波形顏色依次為黃、藍(lán)、紫、綠，在圖65右側(cè)可見波形從正弦

50、波經(jīng)過調(diào)理電路逐漸變?yōu)榉讲ā?利用Altium Designer 6軟件繪制的PCB圖，如圖66： 圖66 Altium Designer 6軟件繪制的PCB圖渦輪轉(zhuǎn)動通過電感感知出的正弦波由左側(cè)J2輸入，經(jīng)過傳感器信號調(diào)理電路的處理，最終得到的方波由右側(cè)J1輸出。輸出后的方波連接到電腦即可識別，并且能夠根據(jù)脈沖數(shù)來判斷流量。100兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。 圖67 并口卡實(shí)物圖 一板上接口介紹125針并口接頭 2手控器接頭3維宏卡接頭4限位開關(guān)及其他輸入接頭55路步進(jìn)電機(jī)輸出接頭6主軸繼電器輸出接頭75V電源接頭綠色的接線端子和耳機(jī)式接頭8USB電源接頭 二詳細(xì)接線介紹： 1.步進(jìn)電機(jī)輸出接

51、口可以采用共陰或共陽接法，配合我們的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，接線方法可以參照我們的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接線方法5路相同： 1共陽極接法：分別將CP+，U/D+,EN+連接到控制系統(tǒng)的電源上，如果此電源是+5V那么可直接接入，如果此電源大于+5V，那么須外部另加限流電阻R，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光藕8到15mA的驅(qū)動電流。脈沖輸入信號通過cp接入；此時，U/D，EN在低電平有效。 2共陰極接法：分別將CP，U/D，EN連接到控制系統(tǒng)的地端SGND，與電源地隔離；+5V的脈沖輸入信號通過CP+參加；此時，U/D+，EN+在高電平有效。限流電阻R的接法取值與共陽極接法相同。注：EN端可不接，EN有效時電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)脫機(jī)狀態(tài)，這時可以手動轉(zhuǎn)動電機(jī)轉(zhuǎn)軸，做適合您的調(diào)節(jié)。手動調(diào)節(jié)完成后，再將EN設(shè)為無效狀態(tài)，以繼續(xù)自動控制。 2五路輸入端接法：用戶可外接限位開關(guān)，急停信號等！用戶需外接電源，將開關(guān)接在電源地與輸入點(diǎn)之間，開關(guān)按下或限位開關(guān)觸發(fā)，將輸入信號與地導(dǎo)通，內(nèi)部觸發(fā)接收到的輸入信號，并通過并口傳至電腦。 3電源接法不帶DCDC隔離的接法不焊接DCDC模塊，可廉價DCDC隔離模塊的價格，需分兩路供電，一路是外部接口供電耳機(jī)接頭或綠色的接線端子；一路是為和并口相連的電路局部供電，建議