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基于电磁流量计的牛奶高精度测量系统

作　者: 张艳
导　师: 陈仁文
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 电磁感应定律电磁流量计激磁电路嵌入式牛奶高精度测量系统
分类号: TH814.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 97次
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内容摘要

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式流量计。本文在分析国内外电磁流量计发展现状和趋势基础上,根据被测液体(牛奶)的安全卫生、电导率、安装以及每次收购牛奶密度不同的要求,设计了基于电磁流量计的牛奶高精度测量系统。论文首先研究了电磁流量传感器输出信号的特点,设计了高性能的信号处理电路,并采用专门用于微弱信号的16位模数转换芯片7715进行模数转换,提高了转换器的测量精度,使用SPI总线与微处理器进行通信,高速高效。其次,设计了频率可控、低功耗、抗干扰能力强、外界环境对A/D转换结果影响小的高精度激磁电路,提高了流量测量的稳定性。此外,还设计了软硬件结合的抗干扰方法,针对各种不同类型的干扰采用不同的抗干扰措施,抗干扰能力强、精度高、流量测量范围大。另外,根据空管时和有气泡流过管道时的信号特征,设计了空管检测报警电路和气泡的软件处理方法。系统采用32位嵌入式微处理器,在软件设计中基于软件模块化、结构化、复用性好等原则设计,为二次开发打下了基础。最后制作电路板并进行实验调试,对实验结果进行分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-14
第1章绪论  14-21
  1.1 引言  14-15
  1.2 课题来源以及方案论证  15-16
  1.3 电磁流量计发展历史  16-17
  1.4 电磁流量计的发展现状  17-19
  1.5 本课题研究目标及内容  19-21
第2章电磁流量计原理以及激磁技术  21-28
  2.1 引言  21
  2.2 法拉第电磁感应原理  21-22
  2.3 电磁流量计测量原理  22-23
  2.4 电磁流量计的特点  23-24
  2.5 电磁流量计的激磁技术  24-27
  2.6 小结  27-28
第3章系统硬件电路设计  28-42
  3.1 引言  28
  3.2 系统硬件总体设计  28-29
  3.3 电磁流量传感器简介  29
  3.4 系统电源、时钟、复位以及唤醒电路  29-31
  3.5 STR710 系统设计  31-32
  3.6 系统电平转换电路设计  32
  3.7 信号采集与处理电路  32-37
  3.8 模/数转换电路  37-38
  3.9 通讯电路  38-39
  3.10 键盘接口电路设计  39
  3.11 显示模块电路  39-40
  3.12 JTAG 调试接口以及系统启动模式选择电路  40-41
  3.13 本章小结  41-42
第4章电磁流量计中的抗干扰措施  42-58
  4.1 引言  42
  4.2 电磁流量计中的干扰类型  42
  4.3 电磁流量计的抗干扰措施及其效果分析  42-57
    4.3.1 高精度的激磁电路的设计  42-46
    4.3.2 微分干扰和工频干扰的消除  46-47
    4.3.3 零点漂移的消除  47-48
    4.3.4 基于权重函数的补偿方法  48-56
    4.3.5 其他去除干扰的措施  56-57
  4.4 小结  57-58
第5章电磁流量计中气泡干扰的研究  58-70
  5.1 气泡成因  58
  5.2 气泡模型分析  58-62
  5.3 空管干扰的检测  62-66
    5.3.1 空管信号模型的建立  62-64
    5.3.2 空管检测  64-66
  5.4 气泡干扰的检测  66-68
  5.5 小结  68-70
第6章电磁流量计测试系统的软件设计  70-79
  6.1 引言  70
  6.2 ARM 的集成开发环境  70-74
    6.2.1 系统的软件开发平台  71-72
    6.2.2 系统软件开发  72-74
  6.3 系统软硬件调试实验  74-78
    6.3.1 ARM 调试通道的类型  74-75
    6.3.2 系统调试实验  75-78
  6.4 本章小结  78-79
第7章结论与展望  79-81
  7.1 本文主要的工作与贡献  79-80
  7.2 未来工作展望  80-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
在学期间的研究成果及发表的学术论文  85

基于电磁流量计的牛奶高精度测量系统

内容摘要

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