一种多功能流量积算调节仪制造技术

一种多功能流量积算调节仪，电路部分包括信号采集单元（Ⅰ），数据处理单元（Ⅱ），以及输出单元（Ⅲ）；数据处理单元（Ⅱ）与信号采集单元（Ⅰ）、输出单元（Ⅲ）之间通过光耦进行电气隔离；输出单元Ⅲ包括完成流量变送的流量变送模块（ｊ）、输出流量调节信号的流量调节模块（ｋ）、提供流量双限报警信号的流量报警模块（ｌ）、完成通信功能的通信模块（ｍ）和显示参数的数码显示模块（ｉ）；其特征是：信号采集单元（Ⅰ）包括模拟信号调理电路（ａ）、模拟开关电路（ｂ）、模数转换电路（ｃ）和频率信号调理电路（ｄ）；信号采集单元（Ⅰ）将接受的温度、压力或流量信号，经模拟信号调理电路（ａ）后进入模拟开关电路（ｂ），模数转换电路（ｃ）在微控制器电路（ｅ）的控制下有序的切换模拟开关电路（ｂ），将各路模拟信号转换成数字信号后送入数据处理单元（Ⅱ）；信号采集单元（Ⅰ）频率流量信号则经频率信号调理电路（ｄ）转换成标准方波信号后送入数据处理单元（Ⅱ）；　　　　数据处理单元（Ⅱ）主要包括微控制器电路（ｅ）、提供微控制器电路（ｅ）复位信号和掉电检测信号的复位与掉电检测电路（ｆ）、存放程序的程序存储器扩展电路（ｇ）及提供定时方波信号的实时时钟电路（ｈ）；　　　　模拟开关电路（ｂ）主要包括模拟开关Ｕ１０３；模数转换电路（ｃ）主要包括模数转换器Ｕ１０４；　　　　信号调理电路（ａ）包括由算放大器Ｕ１０２，电阻Ｒ１０１～Ｒ１１０，电容Ｃ１０１～Ｃ１０３、Ｃ１０８组成的信号取样电路，温度信号分别经电容Ｃ１０１、电阻Ｒ１０４和电容Ｃ１０２滤波，再经运算放大器Ｕ１０２放大后进入模拟开关Ｕ１０３；压力信号先经取样电阻Ｒ１０２，再经电阻Ｒ１０５、Ｒ１０８分压，然后经Ｃ１０３滤波后接入模拟开关Ｕ１０３；流量信号先经取样电阻Ｒ１０３，再经电阻Ｒ１０６、Ｒ１０９分压，然后经Ｃ１０８滤波后接入模拟开关Ｕ１０３；信号调理电路（ａ）还包括恒流源芯片Ｕ１０１，产生正负两路恒流源分别从相反方向接入热电阻；信号调理电路（ａ）还包括由温度传感器Ｕ１０５、电阻Ｒ１１４～Ｒ１１６分压、电容Ｃ１１３～Ｃ１１５组成的热电偶冷端补偿电路，用于热电偶冷端补偿；　　　　频率信号调理电路（ｄ）主要包括运定时器Ｕ２０２，二极管Ｄ２０１、Ｄ２０２，电阻Ｒ２０１，Ｒ２０８电容Ｃ２０１，将频率信号整形成标准方波信号后经光耦隔离送入微控制器Ｕ３０２的２７脚；频率信号调理电路（ｄ）还包括由定时器Ｕ２０２Ａ，Ｕ２０２Ｂ，电容Ｃ２０２～Ｃ２０５，电阻Ｒ２０２～Ｒ２０７组成弦波信号处理电路，将弦波信号处理后再经定时器Ｕ２０２整形后送入微控制器Ｕ３０２。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 一、
本技术涉及一种多功能流量积算仪，特别是指一种带有流量PI调节和温压自动补偿功能的，适用于液体、蒸汽、天然气和一般气体等的流量积算的二次仪表。二
技术介绍
目前市场上流量积算仪种类很多，由于硬件电路的限制，一般的流量积算仪不同时具备输入信号与单片机隔离、多种温压补偿、流量PI调节、实时时钟和定时抄表功能。三
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具备多种信号类型输入、多种流量温压补偿方式及带有流量PI调节等功能的隔离型多功能流量积算调节仪。一种多功能流量积算调节仪，电路部分包括信号采集单元I，数据处理单元II，以及输出单元III；数据处理单元II与信号采集单元I、输出单元III之间通过光耦进行电气隔离；输出单元III包括完成流量变送的流量变送模块j、输出流量调节信号的流量调节模块k、提供流量双限报警信号的流量报警模块l、完成通信功能的通信模块m和显示参数的数码显示模块i；其特征是信号采集单元I包括模拟信号调理电路a、模拟开关电路b、模数转换电路c和频率信号调理电路d；信号采集单元I将接受的温度、压力或流量信号，经模拟信号调理电路a后进入模拟开关电路b，模数转换电路c在微控制器电路e的控制下有序的切换模拟开关电路b，将各路模拟信号转换成数字信号后送入数据处理单元II；信号采集单元I将接受的频率流量信号则经频率信号调理电路d转换成标准方波信号后送入数据处理单元II；数据处理单元II主要包括微控制器电路e、提供微控制器电路e复位信号和掉电检测信号的复位与掉电检测电路f、存放程序的程序存储器扩展电路g及提供定时方波信号的实时时钟电路h；模拟开关电路b主要包括模拟开关U103；模数转换电路c主要包括模数转换器U104；信号调理电路a包括由算放大器U102，电阻R101～R110，电容C101～C103、C108组成的信号取样电路，温度信号分别经电容C101、电阻R104和电容C102滤波，再经运算放大器U102放大后进入模拟开关U103；压力信号先经取样电阻R102，再经电阻R105、R108分压，然后经C103滤波后接入模拟开关U103；流量信号先经取样电阻R103，再经电阻R106、R109分压，然后经C108滤波后接入模拟开关U103；信号调理电路a还包括恒流源芯片U101，产生正负两路恒流源分别从相反方向接入热电阻；信号调理电路a还包括由温度传感器U105、电阻R114～R116分压、电容C113～C115组成的热电偶冷端补偿电路，用于热电偶冷端补偿；频率信号调理电路d主要包括定时器U202，二极管D201、D202，电阻R201，R208电容C201，将频率信号整形成标准方波信号后经光耦隔离送入微控制器U302的27脚；频率信号调理电路还包括由运算放大器U201A，U201B，电容C202～C205，电阻R202～R207组成弦波信号处理电路，将弦波信号处理后再经定时器U202整形后送入微控制器U302。数据处理单元II中微控制器电路e主要包括微控制器U302，复位与掉电检测电路f主要包括微处理器监控器U303，程序存储器扩展电路g主要包括地址锁存器U304、译码器U306、程序存储器U305和与非门U307、U308；实时时钟电路h主要包括实时时钟U301；微控制器U302的PB口与地址锁存器U304、译码器U306相连；地址译码器U306的15脚与实时时钟U301的13脚相连；地址译码器U306的11脚与与非门U308的4、5脚相连；实时时钟U301的23脚与微控制器U302的33脚相连；微处理器监控器U303的8脚提供上电复位信号与微控制器U302的17脚相连，U303的5脚还提供低电压检测信号与微处理器U302的18脚和48脚相连。本技术与已有技术相比，具有通用性强、功能齐全、使用方便等特点。本技术还具有流量PI调节、压力自动补偿、温度自动补偿、温度压力同时补偿、密度补偿、非线性补偿、实时时钟及定时抄表功能。四附图说明附图1是本技术的原理框图附图2是附图1中信号采集单元电路部分电气原理示意图附图3信号采集单元电路频率信号调理电路是数据处理单元电气原理示意图附图4是附图1中数据处理单元电路电气原理示意图五、具体实施方案附图1中电路部分包括信号采集单元I，数据处理单元II，以及输出单元III；数据处理单元II与信号采集单元I、输出单元III之间通过光耦进行电气隔离；信号采集单元I包括模拟信号调理电路a、模拟开关电路b、模数转换电路c和频率信号调理电路d；信号采集单元将接受的温度信号Tin、压力信号Pin或流量信号Qin，经模拟信号调理电路a后进入模拟开关电路b，模数转换电路c在微控制器电路e的控制下有序的切换模拟开关电路b，将各路模拟信号转换成数字信号后送入数据处理单元II；频率流量信号fin则经频率信号调理电路d转换成标准方波信号后送入数据处理单元II；数据处理单元II主要包括微控制器电路e、提供微控制器电路e复位信号和掉电检测信号的复位与掉电检测电路f、存放程序的程序存储器扩展电路g及提供定时方波信号的实时时钟电路h；输出单元III包括完成流量变送的流量变送模块j、输出流量调节信号的流量调节模块k、提供流量双限报警信号的流量报警模块l、完成通信功能的通信模块m和显示参数的数码显示模块i；数据处理单元通过光耦分别控制流量变送输出模块j、流量调节输出模块k、流量报警输出模块l和通信输出模块m，计算结果送数码显示部分i显示。附图2中恒流源U101产生正负两路恒流源，作为热电阻温度传感器的激励电流，温度信号Tin若为热电阻信号，信号分别经电容C101、电阻R104和电容C102滤波，再经运算放大器U102放大后进入模拟开关U103的13脚；温度信号若为热电偶信号，信号经滤波，再经运放U102放大后进入模拟开关U103的13脚；温度传感器U105的输出电压经电阻R115、R116分压、电容C114滤波后进入模拟开关U103的15脚，该信号用于热电偶冷端补偿，电阻R101用于热电阻、热电偶的断线检测；压力信号Pin，经电阻R102取样，电阻R105、R108分压，电容C103滤波后进入模拟开关U103的14脚；流量信号Qin，经电阻R103取样，电阻R106、R109分压，电容C108滤波后进入模拟开关U103；模数转换器U104在微控制器U302的控制下有序地切换模拟开关U103，对温度、压力、流量信号分别进行采样，转换成数字信号后通过SPI总线与微控制器U302进行数据传输，模数转换器U104的1脚可直接与触发器U309的2脚相连或者经光隔电路后相连，U104的4脚、11脚、2脚和3脚则可分别直接与U302的24脚、34脚、23脚和22脚相连或者经光隔电路后相连。光隔电路可由缓冲器和光耦组成。附图3中频率信号fin先经电阻R201、电容C201滤波，再经二极管D201、D202限幅后，可直接进入定时器U202整形或先经由运放U201构成的处理电路，再经定时器U202整形成标准方波信号，经光耦进入数据处理单元的U302的27脚。附图4是对数据处理单元中微控制器U302、外部程序存储器305和实时时钟301等作了进一步的解释。微控制器U302的PB口与地址锁存器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新潮，许文专，薛明岐，唐惠波，
申请(专利权)人：江阴长江斯菲尔电力仪表有限公司，
类型：实用新型
国别省市：