【正文】 但 是 ， 就 大 多 數(shù) 工 程 要 求 而 言 ， 也 能 基 本 滿 足 需 要 。在 用 分 段 法 進 行 程 序 設 計 之 前 ， 必 須 首 先 判 斷 輸 入 值 xi 處 于 哪 一 段 。 也鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 17 頁可 以 使 常 用 刻 度 范 圍 插 值 距 離 取 小 一 點 ， 而 在 曲 線 較 平 緩 和 非 常 用 刻 度 區(qū) 域 距 離大 取 大 一 點 ， 但 是 非 等 距 插 值 點 選 取 比 較 麻 煩 。 要 想 減 少 誤 差 ， 必 須 把 基 點 分 得 很 細 ， 但 這 樣 勢 必 占用 更 多 的 內 存 ， 并 使 計 算 機 的 開 銷 加 大 。 主 要 有 以 下 兩 種 方 法 ： 距 分 段 法 。分 段 插 值 法 程 序 設 計 步 驟 如 下 ：（ 1） 用 實 驗 法 測 量 出 傳 感 器 的 輸 出 變 化 曲 線 ， y=f(x)(或 各 插 值 節(jié) 點 的 值（ xi,yi） ， i=0， 1， 2， …， n)。 因 此 ， 在 實 際 應 用 中 ， 為 了 提 高 精 度 ， 經 常 采 用折 線 來 代 替 曲 線 ， 此 方 程 稱 為 分 段 插 值 法 。已 知 y 在 點 x0 和 x1 的 對 應 值 分 別 為 y0 和 y1， 現(xiàn) 在 用 直 線 AB 代 替 弧 線AB， 由 此 可 得 直 線 方 程 g(x)=ax+b （ 31）根 據(jù) 插 值 條 件 ， 應 滿 足 ： （ 32）?????baxyo10圖 31 線 性 插 值 法 示 意 圖 解 方 程 組 （ 32） ， 可 求 出 直 線 方 程 g(x)的 參 數(shù) a 和 b。 這 樣 ，不 僅 能 節(jié) 省 大 量 的 硬 件 開 支 ， 而 且 精 度 也 大 為 提 高 。 在 流 量 測 量 中 ， 流 量 孔 板 的 差 壓 信 號 與 流 量 之間 也 是 非 線 性 關 系 ， 即 使 能 夠 用 公 式 Q=K 計 算 ， 但 開 方 運 算 不 但 復 雜 ， 而P?且 誤 差 也 比 較 大 。鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 14 頁第三章 數(shù)據(jù)處理 測 量 數(shù) 據(jù) 預 處 理 技 術許 多 控 制 系 統(tǒng) 及 智 能 化 儀 器 中 ， 一 些 參 量 往 往 是 非 線 性 參 量 ， 常 常 不 便 于 計算 和 處 理 ， 有 時 甚 至 很 難 找 出 明 顯 的 數(shù) 學 表 達 式 ， 需 要 根 據(jù) 實 際 檢 測 值 或 采 用 一些 特 殊 的 方 法 來 確 定 其 與 自 變 量 之 間 的 函 數(shù) 關 系 式 ； 在 某 些 時 候 ， 即 使 有 明 顯 的解 析 表 達 式 ， 但 計 算 起 來 也 相 當 麻 煩 。 葉 輪 幾 何 形 狀 及 尺 寸 對 傳 感 器 性 能 有 較 大 影響 ， 要 根 據(jù) 流 體 性 質 、 流 量 范 圍 、 使 用 要 求 等 設 計 ， 葉 輪 的 動 平 衡 很 重 要 ， 直接 影 響 儀 表 的 性 能 和 使 用 壽 命 。 對 于 大 口 徑傳 感 器 亦 可 用 碳 鋼 與 不 銹 鋼 組 合 的 鑲 嵌 結 構 ， 殼 體 外 壁 裝 信 號 檢 出 器 。 不 同 的 儀 表 有 不 同 的 k， 并 隨 儀 表 長 期 使 用 的 磨 損 情 況 而 變化 。鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 12 頁 渦 輪 流 量 計 傳 感 器 的 原 理渦 輪 傳 感 器 的 工 作 原 理 是 當 流 體 沿 著 管 道 的 軸 線 方 向 流 動 ， 并 沖 擊 渦 輪 葉 片時 ， 便 有 管 道 內 流 體 的 力 作 用 在 葉 片 上 ， 推 動 渦 輪 旋 轉 。第二章 控制系統(tǒng)的整體結構及其系統(tǒng)原理 總 體 方 案 設 計單 片 機 控 制 系 統(tǒng) 根 據(jù) 各 種 傳 感 器 、 變 送 器 送 來 的 脈 沖 信 號 ， 輸 入 單 片 機 的 定時 /計 數(shù) 器 T0、 T1， 經 過 數(shù) 字 濾 波 后 ， 根 據(jù) 查 表 求 得 流 量 值 。（ 5） 醫(yī) 用 設 備 領 域 中 的 應 用 　 　 單 片 機 在 醫(yī) 用 設 備 中 的 用 途 亦 相 當 廣 泛 ，例 如 醫(yī) 用 呼 吸 機 ， 各 種 分 析 儀 ， 監(jiān) 護 儀 ， 超 聲 診 斷 設 備 及 病 床 呼 叫 系 統(tǒng) 等 等 。（ 2） 在 工 業(yè) 控 制 的 應 用 　 　 用 單 片 機 可 以 構 成 形 式 多 樣 的 控 制 系 統(tǒng) 、 數(shù) 據(jù)采 集 系 統(tǒng) 。 還 可 以 指 導 它 應 用 于 產 品 的 內 部 ，取 代 部 分 老 式 機 械 、 電 子 零 件 或 元 器 件 ， 可 使 產 品 縮 小 體 積 、 增 強 功 能 ， 實 現(xiàn) 不同 程 度 的 智 能 化 。（ 2） 控 制 性 能 強單 片 機 是 為 了 滿 足 工 業(yè) 控 制 而 設 計 的 ， 所 以 實 時 控 制 功 能 特 別 強 ， 其 CPU可 以 對 I/O 接 口 直 接 進 行 操 作 ， 位 操 作 能 力 更 是 其 他 計 算 機 無 法 比 擬 的 ， 能 有 針對 性 地 解 決 從 簡 單 到 復 雜 的 各 類 控 制 任 務 。 就 通 用 單 片 機 而 言 ， 世 界 上一 些 著 名 的 計 算 機 廠 家 已 投 放 市 場 的 產 品 就 有 50 多 個 系 列 ， 400 多 個 品 種 。第 四 階 段 （ 1982現(xiàn) 在 ） ： 8 位 單 片 機 鞏 固 發(fā) 展 及 16 位 、 32 位 單 片 機 推 出階 段 。第 三 階 段 （ 19781982 年 ） ： 高 性 能 單 片 機 階 段 。 才 能 組 成 一 臺 完 整 的 計 算 機 。單 片 機 的 發(fā) 展 歷 史 可 劃 分 為 四 個 階 段 ：第 一 階 段 （ 19741976 年 ） ： 單 片 機 初 級 階 段 。 并 且 流 量 計 在 工 業(yè)中 的 應 用 也 相 當 的 廣 泛 ， 然 后 運 用 單 片 機 控 制 ， 使 其 具 有 更 好 的 技 術 指 標 ， 有 利于 生 產 ， 具 有 實 際 的 社 會 意 義 。 它 的 應 用 對 于 產 品升 級 換 代 、 機 電 一 體 化 都 具 有 重 要 的 意 義 在 工 業(yè) 生 產 中 ， 電 流 、 電 壓 、 溫 度 、壓 力 、 流 量 、 流 速 和 開 關 量 都 是 常 用 的 主 要 被 控 參 數(shù) 。 并 且 流 量 計 在 工 業(yè)中 的 應 用 也 相 當 的 廣 泛 ， 然 后 運 用 單 片 機 控 制 ， 使 其 具 有 更 好 的 技 術 指 標 ， 有 利于 生 產 ， 具 有 實 際 的 社 會 意 義 。此 外 ， 按 測 量 介 質 分 類 可 以 分 為 液 體 用 渦 輪 流 量 計 和 氣 體 用 渦 輪 流 量 計 ； 按信 號 檢 測 方 式 分 類 可 分 為 感 應 式 、 變 磁 阻 式 、 笛 簧 管 (干 簧 管 )式 、 光 電 式 渦 輪流 量 計 ； 按 傳 感 器 與 管 道 連 接 方 式 可 分 為 法 蘭 連 接 型 、 螺 紋 連 接 型 、 夾 裝 型 渦 輪流 量 計 ； 按 流 動 方 向 分 類 可 分 為 單 向 型 和 雙 向 型 渦 輪 流 量 計 ． 單 片 機 的 概 述單 片 機 控 制 是 大 規(guī) 模 集 成 電 路 發(fā) 展 的 產 物 。(3)機 械 型 葉 輪 的 轉 動 直 接 或 經 磁 耦 合 帶 動 機 械 計 數(shù) 機 構 ， 指 示 計 算 總 量 ，鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 6 頁測 量 精 度 比 電 信 號 檢 測 的 傳 感 器 稍 低 ， 其 傳 感 器 與 顯 示 裝 置 組 成 一 體 ， 方 便 使 用 。 我 國 從 60 年 代 開 始 生 產 渦 輪 流 量 計 的 產 品 ， 現(xiàn) 在 已 成全 系 列 化 儀 表 ， 亦 頒 布 了 有 關 行 業(yè) 標 準 、 檢 定 規(guī) 程 。 它 具 有 測 量 精 度 高 、 重 復 性 好 、 體 積 小 、 重 量 輕 、維 修 方 便 、 加 工 零 部 件 少 及 數(shù) 字 脈 沖 輸 出 等 優(yōu) 點 ， 由 它 組 成 的 流 量 測 量 系 統(tǒng) 可 達國 際 商 業(yè) 貿 易 允 許 的 計 量 誤 差 要 求 。流 量 測 量 的 手 段 是 用 流 量 計 ， 流 量 計 是 現(xiàn) 代 工 業(yè) 測 量 中 重 要 的 儀 表 之 一 ， 為了 適 應 各 種 用 途 ， 各 種 類 型 的 流 量 計 相 繼 問 世 ， 投 入 使 用 的 類 型 有 上 百 種 。 至 今 ， 據(jù) 稱 已 有 上 百 種 流 量 計 投 向 市 場 ， 現(xiàn) 場 使 用 中 許 多 棘 手 的難 題 可 望 獲 得 解 決 。 我 國 著 名 的 都 江 堰 水 利 工 程 應 用 寶 瓶 口 的 水 位 觀 測 水 量 的 大 小 等 等 。 流 速 計 和 流 量 計 所依 據(jù) 的 物 理 原 理 及 流 體 力 學 基 礎 是 共 通 的 但 是 儀 表 原 理 及 結 構 以 及 使 用 條 件 有 很大 差 別 。 儀 表 開 發(fā) 的 難 度 極 大 ， 品種 繁 多 。 隨 著 環(huán) 保 問 題 的 突 出 ， 管 道 運 輸 的 特 點 引 起 人 們 的 重 視 。煙 氣 排 放 控 制 是 根 治 污 染 的 重 要 項 目 ， 每 個 煙 囪 必 須 是 安 裝 煙 氣 分 析 儀 表 和 流 量計 ， 組 成 連 櫝 排 放 監(jiān) 視 系 統(tǒng) 。(3)環(huán) 境 保 護 工 程　 煙 氣 ， 廢 液 、 污 水 等 的 排 放 嚴 重 污 染 大 氣 和 水 資 源 ， 嚴 重 威 脅 人 類 生 存 環(huán)境 。 在 過 程自 動 化 儀 表 與 裝 置 中 ， 流 量 儀 表 有 兩 大 功 用 ： 作 為 過 程 自 動 化 控 制 系 統(tǒng) 的 檢 測 儀表 和 測 量 物 料 數(shù) 量 的 總 量 表 。 按 測 量 對 象 劃分 就 有 封 閉 管 道 和 明 渠 兩 大 類 。流 量 計 量 是 計 量 科 學 的 重 要 組 成 部 分 之 一 ， 它 與 工 農 業(yè) 生 產 、 國 防 建 設 、 科學 研 究 以 及 人 民 生 活 有 密 切 關 系 。流 量 是 工 農 業(yè) 生 產 過 程 控 制 中 的 重 要 的 測 量 參 數(shù) 之 一 ， 與 溫 度 、 壓 力 、 物 位同 為 熱 工 量 。 檢 測 技 術 則 是 指 人們 為 了 定 性 了 解 或 定 量 掌 握 自 然 現(xiàn) 象 或 狀 態(tài) 所 從 事 的 一 系 列 技 術 措 施 。鐵路技校畢業(yè)設計說明書（論文）第 2 頁第一章 緒 論 設 計 背 景　 人 們 對 自 然 界 的 認 識 在 很 大 程 度 上 取 決 于 檢 測 和 儀 表 。我 所 做 的 渦 輪 流 量 計 單 片 機 控 制 系 統(tǒng) 的 軟 硬 件 設 計 ， 課 題 的 重 點 在 于 將 流 量傳 感 器 、 測 量 電 路 和 單 片 機 有 機 的 結 合 起 來 ， 然 后 才 能 發(fā) 揮 作 用 。品 種 如 此 之 多 的 原 因 就 在 于 至 今 還 沒 找 到 一 種 對 任 何 流 體 、 任 何 量 程 、 任 何 流 動狀 態(tài) 以 及 任 何 使 用 條 件 都 適 用 的 流 量 儀 表 .在 工 業(yè) 自 動 化 生 產 過 程 中 ， 需 要 進 行 物 質 流 量 和 數(shù) 量 測 量 的 場 合 隨 處 可 見 。 至 今 為 止 ,可 供 工 業(yè) 用 的 流 量 儀 表 種 類 達 60 種 之 多 。流 量 測 量 是 研 究 物 質 量 變 的 科 學 ， 質 和 量 的 互 變 規(guī) 律 是 事 物 聯(lián) 系 與 發(fā) 展 的 基本 規(guī) 律 ， 因 此 ， 其 測 量 對 象 已 不 限 于 傳 統(tǒng) 意 義 上 的 管 道 流 體 ， 凡 是 需 要 掌 握 流 體流 動 的 地 方 都 有 流 量 測 量 的 問 題 。雖 然 在 這 次 畢 業(yè) 設 計 過 程 中 我 認 真 對 待 每 個 環(huán) 節(jié) ， 盡 自 己 努 力 完 善 各 個 環(huán) 節(jié) ，但 由 于 自 己 初 次 設 計 以 及 自 己 水 平 有 限 ， 設 計 中 存 在 諸 多 不 足 之 處 ， 敬 請 各 位 老師 給 與 批 評 指 正 。 對 這 些 參 數(shù) 的 大 小 、 變 化 方 向 等 進 行 監(jiān) 督 和 控 制 ， 就 能 使 生 產 過 程 或 實 驗 的工 況 處 于 最 佳 狀 態(tài) ， 做 到 安 全 、 經 濟 ， 最 終 達 到 預 期 的 結 果 。 這 些 新 技 術 在 檢 測 系 統(tǒng) 的 準 確 性 、 快 速 性 、 可 靠 性 和 抗 干 擾 等 方 面 發(fā) 揮 了明 顯 的 作 用 ， 大 大 豐 富 了 檢 測 技 術 所 包 含 的 內 容 ， 擴 大 了 檢 測 技 術 的 應 用 范 圍 ，使 檢 測 技 術 發(fā) 展 成 為 一 門 內 容 廣 泛 ， 并 建 立 在 多 種 學 科 發(fā) 展 基 礎 上