旋进旋涡流量计的研究与设计.docx

摘要：由于社会经济的快速发展，科学技术的不断进步，市场对流量测量的需求也日益丰富和复杂。由于其自身的结构特点，旋进旋涡流量计的旋涡进动频率与流体流量之间存在良好的线性关系，可以获得很高的测量精度和量程范围。然而，旋进旋涡流量计的信号干扰源较多，进动频率信号易受干扰，所以信噪比相对较低。针对这个缺点，本课题设计了一系列信号处理电路。

本设计以经济实用的角度，采用STM32F104ZET6作为主控芯片，结合压电晶体传感器、温度传感器、压力传感器、A/D转换器，绘制了电压跟随电路、滤波电路、限幅电路、放大电路、施密特触发电路。根据硬件电路，完成了软件部分的设计。包括计算、按键、显示、输出、RS458和存储模块。并且采用了低功耗设计。最终完成了集成时钟、外部存储、按键、LCD显示、RS458电路、脉冲输出电路和检测进动频率、温度和压力功能的功耗很低的流量计，并且可以进行温度、压力和压缩因子自动补偿计算。

本次设计的旋进旋涡流量计经历了大量的仿真和实验（包括软件、硬件和实际测量），测量精度和稳定性方面也基本达到了要求，可应用于实际测量。

关键词：旋进旋涡流量计;STM32F104ZET6;信号处理电路;温压补偿

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论1

1.1流量计的概述1

1.1.1 选题的背景和意义1

1.1.2 国内外发展现状2

1.1.3 发展方向与发展趋势3

1.2 旋进旋涡流量计的工作原理4

1.3 旋进旋涡流量计和涡街流量计的特点比较5

第二章 总体方案设计6

2.1总体设计框图6

2.2 算法的实现6

第三章 硬件电路设计8

3.1 信号处理电路8

3.1.1 电压跟随电路9

3.1.2 滤波电路10

3.1.3 限幅电路11

3.1.4 放大电路13

3.1.5 施密特触发电路14

3.2 温度压力检测电路15

3.3 其他电路16

3.3.1 JTAG接口电路16

3.3.2 按键电路16

3.3.3 液晶显示电路17

第四章 软件设计18

4.1 软件总体设计18

4.2 计算模块程序设计19

4.3按键程序设计20

4.4 RS458模块设计20

4.5 主界面设计20

4.5.1 流量计主界面介绍20

4.5.2流量计菜单参数设定22

4.6 低功耗设计23

4.7 本章小结23

第五章 调试与结果分析24

5.1 PCB板调试24

5.2 单板调试24

5.3 结果分析25

第六章 总结与展望26

6.1 全文总结26

6.2 展望26

参考文献28

致  谢29