基于渦流流量傳感器的流量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.硬件電路

　　如圖13所示為基于渦流流量傳感器的流量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖。本次實(shí)驗(yàn)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(cè)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(jiàn)，當(dāng)所測(cè)流量較大時(shí)，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(shí)驗(yàn)中，我們利用P1.7僅實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證倍頻正確與否。

圖12 基于渦流流量傳感器的流量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

　　2.電路原理

　　具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

　?。?）利用P1.0信號(hào)的電平變化和定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的周期測(cè)定：置定時(shí)器T0為方式0定時(shí)，在P1.0上升沿到來(lái)之前，啟動(dòng)定時(shí)器T0開始對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，在下一個(gè)P1.0上升沿到來(lái)之后，關(guān)閉定時(shí)器T0，讀取計(jì)數(shù)值M，來(lái)啟動(dòng)下一次定時(shí)過(guò)程。輸入信號(hào)周期為：

　?。?）輸出信號(hào)不僅要倍頻，而且應(yīng)與輸入信號(hào)同相，即在輸入信號(hào)的上升沿時(shí)刻應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)倍頻輸出信號(hào)的上升沿。在模擬電路中，自動(dòng)相位同步的實(shí)現(xiàn)是由鎖相環(huán)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它通過(guò)對(duì)輸入輸出信號(hào)的鑒相和閉環(huán)調(diào)整來(lái)逐步達(dá)到同步目的。在數(shù)字電路中，同步鎖相可通過(guò)控制輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的起始點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，同步以一個(gè)輸入信號(hào)周期為時(shí)段，在輸入信號(hào)每個(gè)上升沿時(shí)刻，啟動(dòng)定時(shí)器T1并使P1.7輸出高電平，而在定時(shí)器T1產(chǎn)生了（2N-1）個(gè)定時(shí)中斷之后，關(guān)閉定時(shí)器T1，并使P1.7輸出低電平，等待下一個(gè)時(shí)段的同步時(shí)刻。

　　3.實(shí)驗(yàn)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(cè)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)。