本文關鍵詞：基于ARM的高精度灌裝用電磁流量計的研究

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【摘要】：電磁流量計是一種基于法拉第電磁感應定律的電磁感應式儀表。它本身具有耐腐蝕性強、可靠性高、容易變更測量范圍等諸多優(yōu)點,目前已被廣泛應用于各行各業(yè)當中。然而,在整個電磁流量計行業(yè)中,針對于灌裝使用的高精度電磁流量計仍然比較的缺乏。因此,研發(fā)針對于灌裝使用的高精度電磁流量計將會成為今后該行業(yè)發(fā)展的一個重要的方向。本文具體做了以下研究工作：(1)通過查閱國內(nèi)外相關的參考文獻,總結了電磁流量計的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向,并闡述了電磁流量計的基本工作原理和檢測方法。(2)采用了以Coretex-M3為內(nèi)核的微處理芯片LPC1768設計了整個的硬件系統(tǒng)。充分利用了LPC1768豐富的軟件以及硬件資源,采用模塊化的設計的思想,完成了相應的硬件電路設計和軟件程序設計,有效提高了電磁流量計的可靠性和測量精度。(3)針對于該灌裝用電磁流量計的測試,課題組還設計了專門的實驗裝置,該裝置可以基本保持被測流體的流速恒定,同時通過該實驗裝置還可以很方便的調(diào)節(jié)被測流體的溫度,并且可以基本保持恒定。此外,在PC機上還設計了專門的上位機軟件,通過該軟件可以很方便的設置電磁流量計的初始參數(shù)以及觀察實時的灌裝信號等信息。(4)通過查閱相關的參考文獻和大量的試驗,經(jīng)過原理分析與數(shù)據(jù)處理,總結了在實際灌裝過程中影響電磁流量計測量精度的主要因素,并給出了相應的解決措施,從而有效的提高了電磁流量計的測量精度。(5)針對自動灌裝設備的使用特點,為電磁流量計設計了提高灌裝精度的流速補償控制方式以及現(xiàn)場總線接口。利用內(nèi)部計數(shù)器可以自動輸出開關閥門的電平信號,從而實現(xiàn)更方便的控制。
【關鍵詞】：LPC1768 灌裝生產(chǎn)線 高精度電磁流量計
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH814.93
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 電磁流量計的原理10-12
• 1.2.1 法拉第電磁感應定律10-11
• 1.2.2 電磁流量計的工作原理11-12
• 1.3 電磁流量計的發(fā)展12-14
• 1.3.1 電磁流量計的發(fā)展歷史12-13
• 1.3.2 電磁流量計的發(fā)展趨勢13-14
• 1.4 電磁流量計的優(yōu)缺點14
• 1.5 本課題研究的意義14-15
• 1.6 主要研究內(nèi)容15
• 1.7 設計要求15-16
• 2 系統(tǒng)干擾和精度影響因素16-24
• 2.1 主要干擾及其產(chǎn)生的原理16-19
• 2.1.1 正交干擾16-17
• 2.1.2 串模干擾17-18
• 2.1.3 同相干擾18
• 2.1.4 共模干擾18
• 2.1.5 直流干擾18-19
• 2.2 抗干擾措施19-22
• 2.2.1 硬件抗干擾措施19-20
• 2.2.2 軟件抗干擾措施20-22
• 2.3 主要精度影響因素22-23
• 2.3.1 溫度的影響22
• 2.3.2 非滿管情況的影響22-23
• 2.3.3 電極的影響23
• 2.3.4 電導率影響23
• 2.3.5 測量管內(nèi)襯的光滑程度的影響23
• 2.4 本章小結23-24
• 3 硬件電路設計24-42
• 3.1 電路總體設計24
• 3.2 單片機系統(tǒng)電路設計24-30
• 3.2.1 主控芯片的選擇24-25
• 3.2.2 電源電路25-27
• 3.2.3 調(diào)試接口電路27-28
• 3.2.4 復位電路28-29
• 3.2.5 晶振電路29-30
• 3.3 勵磁系統(tǒng)的設計30-35
• 3.3.1 勵磁方式30-34
• 3.3.2 勵磁方案的選擇34
• 3.3.3 勵磁電路34-35
• 3.4 信號調(diào)理電路35-38
• 3.5 通信模塊電路設計38-41
• 3.5.1 RS 485總線39-40
• 3.5.2 電路設計40-41
• 3.6 本章小結41-42
• 4 系統(tǒng)軟件設計42-54
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境42
• 4.2 軟件模塊化設計42-52
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖42-44
• 4.2.2 中斷模塊44
• 4.2.3 A/D轉換模塊44-45
• 4.2.4 MODBUS通信協(xié)議45-51
• 4.2.5 流量積算模塊51
• 4.2.6 流速補償51-52
• 4.3 上位機軟件設計52-53
• 4.4 本章小結53-54
• 5 實驗和結果54-64
• 5.1 電磁流量計校準方法54
• 5.2 實驗裝置54-55
• 5.3 實驗數(shù)據(jù)處理55-57
• 5.3.1 重復性的計算55-56
• 5.3.2 基本誤差的計算56-57
• 5.4 實驗結果和分析57-62
• 5.4.1 被測流體溫度的影響57-59
• 5.4.2 非滿管情況的影響59
• 5.4.3 電極的影響59-60
• 5.4.4 電導率影響60-62
• 5.4.5 測量管內(nèi)襯的光滑程度的影響62
• 5.5 本章小結62-64
• 6 總結64-66
• 參考文獻66-70
• 附錄A70-74
• 致謝74

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本文編號：741733