【導讀】而造成的清洗困難。該裝置系統(tǒng)通過STC12C5A60S2單片機系統(tǒng)控制裝置運行，并自動檢測相關(guān)信號，計算被測液體粘度。文章最后給出測量誤差分析及改進之。質(zhì)和技術(shù)指標之一。在物理化學，流體力學等科學領(lǐng)域中，粘度測量對。隨著國民經(jīng)濟的不斷提高，粘。實際工程和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要在線檢測流體的粘度，以保證最。不僅影響輸送效率，而且可能會造成原油凝管，發(fā)生事故。的液體粘度，可以得到液體流變行為的數(shù)據(jù)，對于預測產(chǎn)品工藝過程的工藝控制，旋轉(zhuǎn)法測量液體粘度是目前應用廣泛的一種方法。振動法測量方式有扭轉(zhuǎn)振動式和振動片式等多種。括衰減振動式和強制振動式。衰減振動式基于浸于液體中作扭轉(zhuǎn)振動的物體由于。受到液體施于的粘性力，其扭轉(zhuǎn)振幅會衰減，測量出振幅衰減情況和衰減周期，毛細管產(chǎn)生的壓力計算出液體粘度。但毛細管粘度儀的成本和安裝費用很高，且存在裝置內(nèi)殘留樣品不易。度的測量，所需樣品量一般少于200μl。將激光束線偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振光后用來旋轉(zhuǎn)浸入

　　

【正文】 Newtonian Flow Behaviour of Gellan Gun Aqueous Solutions [J].Colloid and Polymer Science (s0303402X),1999,277(8):727734. [4] 賈達 ,馬芙蓉 ,汪霞 .自由旋轉(zhuǎn)粘度計的研究與設計 [J].儀表技術(shù)與傳感器 ,2020,(4):8890. [5] 王淑紅 ,莊侃 ,郭強 .振動式在線黏度計在合成橡膠生產(chǎn)中的應用 [J].石油化工自動化 , 2020, 4:6264. [6]林海軍 ,滕召勝 ,楊圣潔 ,等 .毛細管粘度計自適應液位檢測方法研究 [J].儀器儀表學報 ,2020, 30(3):625630. [7]張小衛(wèi)．一種液體粘度的檢測方法 [J]，傳感器技術(shù)， 2020， 19(3)： 5355 [8]Dymond， .， Robenson， J.， and Isdale .， Transport Properties of nonelectrolyte liquid mixtures， Inter． J． ， 198l， 2(3)： 223235 [9] Estrada—Baltazar， A,.， Experimental liquid viscosities of decane and octane decane from to and up to 25MPa,J ,1998b,43(4):601604 [10] Nabil A, Diego Nino F, VincentMoy T. Measurement of Solution Viscosity by Atomic Force Microscopy[J]. Rev. Sci. Instrum. , 2020,72(6):27312734. [11] SilberLi Z H, Tan Y P,Weng P F. A Micro tube Viseter with a Thermostat[J]. Experiments in Florida, 2020, 36: 586592. [12] MasonW P, BakerW O, McSkimin H J, et al. 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[23]唐為義 .流體粘度在線測量系統(tǒng)的設計與研究 .青島科技大學 .碩士論文 .2020. 附錄 1. 步進電機原理及靜動態(tài)指標 三相步進電機的定子鐵心上有六個形狀相同的大齒，相鄰兩個大齒之間的夾角為 60 度。每個大齒上都套有一個線圈，徑向相對的兩個線圈串聯(lián)起來成為一相繞組。各個大齒的內(nèi)表面上又有若干個均勻分布的小齒。轉(zhuǎn)子是一個圓柱形鐵心，外表面上圓周方向均勻的布滿了小齒。轉(zhuǎn)子小齒的齒距是和定子相同的。設計時應使轉(zhuǎn)子齒數(shù)能被二整除。但某一相繞組通電，而轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)時，該相兩個大齒下的各個小齒將吸引相近的轉(zhuǎn)子小齒，使電動機轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)子小齒與該相定子小齒對齊的位置，而其它兩相的各個大齒下的小齒必定和轉(zhuǎn)子的小齒分別錯開正負 1/3 的齒距，形成 “齒錯位 ”，從而形成電磁引力使電動機連續(xù)的轉(zhuǎn)動下去。 本實驗所用的步進電機 為 感應子式 步進電機（型號為 42BYG016）。 感應子式步進電機與傳統(tǒng)的反應式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。 步進電機的靜態(tài)指標 (1)相數(shù)：產(chǎn)生不同對極 N、 S 磁場的激磁線圈對數(shù)。常用 m 表示。 (2)拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用 n 表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒 距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即ABBCCDDAAB，四相八拍運行方式即 AABBBCCCDDDAA. (3)步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用 θ 表示。 θ=360 度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機為例。四拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50 * 4） = 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為θ=360 度 /（ 50 * 8） = 度（俗稱半步）。 步進電機的動態(tài)指標 （ 1） 步距角精度： 步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差步距角 *100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在 5%之內(nèi)，八拍運行時應在 15%以內(nèi)。 （ 2） 失步： 電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。 （ 3） 失調(diào)角： 轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。 （ 4） 最大空載起動頻率： 電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。 （ 5） 最大空載的運行頻率： 電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 （ 6） 運行矩頻特性： 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。 2. PCF8591 引腳說明： AIN0～ AIN3：模擬信號輸入端。 A0～ A3：引腳地址端。 VDD、 VSS：電源端（ ～ 6V）。 SDA、 SCL： I2C 總線的數(shù)據(jù)線、時鐘線。 OSC：外部時鐘輸入端，內(nèi)部時鐘輸出端。 EXT：內(nèi)部、外部時鐘選擇線，使用內(nèi)部時鐘 EXT 接地。 AGND：模擬信號地。 AOUT： D/A 轉(zhuǎn)換輸出端。 VREF：基準電源端。 3. TFT 液晶各引腳功能： 圖 16 PCF8591 引腳圖 GND：接地； VCC： 5V/3V 電壓輸入； CS：片選信號； RS：命令 /數(shù)據(jù)選擇； RS=0 寫數(shù)據(jù)， RS=1 寫命令； WR：寫控制信號； RD：讀控制信號； D8～ D15：使用 8位數(shù)據(jù)口時為 8位數(shù)據(jù) /命令并行口；使用 16位數(shù)據(jù) /命令并行口時為其高 8位； RST：液晶復位信號； VCC_SEL： 5v VCC 接入時“ VCC_SEL”斷開； VCC 接入時“ VCC_SEL”短接； MOD：數(shù)據(jù) /命令并行口的模式選擇， MOD=GND 時 TFT為 16位工作模式，MOD不連接時 TFT 為 8位工作模式； D0～ D7：僅在使用 16 位數(shù)據(jù) /命令并行口時使用，為 16 位數(shù)據(jù) /命令并行口的低位； 4. 光電編碼器種類 根據(jù) 編碼器 刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。 增量式編碼器 增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖 A、 B 和 Z相； A、B 兩組脈沖相位差 90186。，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而 Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。 絕對式編碼器 絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應的電平信號，形成二進制數(shù)。這種編碼 器的特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N 位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N 條碼道。目前國內(nèi)已有 16 位的絕對編碼器產(chǎn)品 絕對式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制（葛萊碼）方式進行光電轉(zhuǎn)換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測絕對位置。編碼的設計可采用二進制碼、循環(huán)碼、二進制補碼等。它的特點是： ○ 1 可以直接 讀出角度坐標的絕對值； ○ 2 沒有累積誤差； ○ 3 電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有 10 位、 14 位等多種。 混合式絕對值編碼器 混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。 5. 驅(qū)動器功能 步進電機自動半流電路 步進電機要減少發(fā)熱，就要減少銅損和 鐵損。減少銅損就是減小電阻和電流，要求在選型時盡量選擇電阻小和額定電流小的電機，但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已選定的電機，首先，應充分利用驅(qū)動器的自動半流控制功能和脫機功能，自動半流在電機處于靜態(tài)時自動減小電流，脫機功能是將輸出電機電流切斷；其次，細分驅(qū)動器由于電流波形接近正弦，諧波少，電機發(fā)熱也會較少。減少鐵損與電機驅(qū)動電壓有關(guān)，高壓驅(qū)動的電機雖然會帶來高速特性的提升，但也帶來發(fā)熱的增加。所以應當選擇合適的驅(qū)動電壓等級，兼顧高速性、平穩(wěn)性和發(fā)熱、噪聲等指標。 為盡可能減小電機發(fā) 熱 ，需要 TB6560 的 TQ2 和 TQ1 引腳電平在電機工作時設置為電流輸出最大，在電機不工作時電流減半甚至更小，故稱為 “自動半流電路 ”。用 NFA、 NFB 定義最大輸出電流后，通過 TQ2 和 TQ1 設置電流比率輸出，設為 00、 0 11 時，輸出的電流分別為最大電流的 100％、 75％、 50％、25％。改變電機的驅(qū)動電流，也就改變了電機輸出扭矩的大小。自動半流電路設計選用可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路芯片 74CH123，用電機的驅(qū)動脈沖 CLK 作為單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)脈沖。單穩(wěn)態(tài)電路的反向輸出接 TQ2 引腳，電機驅(qū)動脈沖持續(xù)時 TQ2 一直保持低 電平，無驅(qū)動脈沖時保持高電平。在 圖 8 電路中， TQ1 連接3 個跳線帽。接跳線 1， TQ TQ1 始終同為高或低電平，驅(qū)動電流在 25％～ 100％