基于PIC單片機的熱能表研制

　　摘要：隨著我國福利制度的改革和熱能計量的規(guī)范化，對熱能的準(zhǔn)確計量成為一個比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。文中介紹了熱能表的組成和工作原理，給出了一種基于PIC16C64單片機的熱能表設(shè)計方案，同時對設(shè)計和使用中的一些問題進行了討論并提出了解決辦法。

    關(guān)鍵詞：熱能表 單片機 溫度傳感器 PIC16C64

　　隨著我國福利制度的改革，供暖制度也發(fā)生了相應(yīng)的變化。原來的供暖收費存在著對使用的熱能估算不準(zhǔn)確、收費不合理等問題。為此，國家建設(shè)部在一些城市實施供暖制度改革試點，并對熱能實行計量收費，這就要求對使用的熱能進行準(zhǔn)確的計量。本文給出了一種基于PIC16C64單片機的、針對熱水供暖的熱能表設(shè)計方案。

1 熱能表的組成原理

　　一般熱能表的原理框圖如圖1所示，它主要由積分儀、流量計和溫度傳感器三部分組成。流量計用于計量流過采暖設(shè)備的熱水的體積。兩只溫度傳感器分別用于測量進水溫度和回水溫度。積分儀是熱能表的核心，它能夠根據(jù)流量計提供的熱水體積流量和進水、回水溫度差等數(shù)據(jù)計算出消耗的熱能。其計算公式如下：

　　Q=CV(t供水-t回水)

　　其中，Q為消耗的熱能，單位為kWh；C為水的比熱容（C=0.001167kWh/L.℃）；V為流過采暖設(shè)備的熱水體積，單位為升（L）；t供水、t回水為流過采暖設(shè)備進水口和回水口的熱水溫度，單位為℃。

　　從熱能的消耗計算公式可以看出，只要測得采暖設(shè)備進水和回水的溫差以及流過采暖設(shè)備的熱水體積就可以計算出消耗的熱能，因此，引起計量誤差的因素有：

　?。?）流量計的精度；

　?。?）溫度測量的準(zhǔn)確度；

　?。?）兩只溫度傳感器的配對誤差；

　?。?）積分儀的計算精度。

　　對于流量計引起的誤差，可以通過選取精度較高的流量計來解決，計算精度可以采用合適的CPU和完善的算法來解決。對于溫度測量，國家有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，溫度測量誤差一般不大于