【導(dǎo)讀】而造成的清洗困難。該裝置系統(tǒng)通過STC12C5A60S2單片機(jī)系統(tǒng)控制裝置運(yùn)行，并自動(dòng)檢測相關(guān)信號，計(jì)算被測液體粘度。文章最后給出測量誤差分析及改進(jìn)之。質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)之一。在物理化學(xué)，流體力學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域中，粘度測量對。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，粘。實(shí)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(huì)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(yù)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(yīng)用廣泛的一種方法。振動(dòng)法測量方式有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)式和振動(dòng)片式等多種。括衰減振動(dòng)式和強(qiáng)制振動(dòng)式。衰減振動(dòng)式基于浸于液體中作扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的物體由于。受到液體施于的粘性力，其扭轉(zhuǎn)振幅會(huì)衰減，測量出振幅衰減情況和衰減周期，毛細(xì)管產(chǎn)生的壓力計(jì)算出液體粘度。但毛細(xì)管粘度儀的成本和安裝費(fèi)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(dá) ,馬芙蓉 ,汪霞 .自由旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的研究與設(shè)計(jì) [J].儀表技術(shù)與傳感器 ,2020,(4):8890. [5] 王淑紅 ,莊侃 ,郭強(qiáng) .振動(dòng)式在線黏度計(jì)在合成橡膠生產(chǎn)中的應(yīng)用 [J].石油化工自動(dòng)化 , 2020, 4:6264. [6]林海軍 ,滕召勝 ,楊圣潔 ,等 .毛細(xì)管粘度計(jì)自適應(yīng)液位檢測方法研究 [J].儀器儀表學(xué)報(bào) ,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]. 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[23]唐為義 .流體粘度在線測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 .青島科技大學(xué) .碩士論文 .2020. 附錄 1. 步進(jìn)電機(jī)原理及靜動(dòng)態(tài)指標(biāo) 三相步進(jìn)電機(jī)的定子鐵心上有六個(gè)形狀相同的大齒，相鄰兩個(gè)大齒之間的夾角為 60 度。每個(gè)大齒上都套有一個(gè)線圈，徑向相對的兩個(gè)線圈串聯(lián)起來成為一相繞組。各個(gè)大齒的內(nèi)表面上又有若干個(gè)均勻分布的小齒。轉(zhuǎn)子是一個(gè)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(shí)，該相兩個(gè)大齒下的各個(gè)小齒將吸引相近的轉(zhuǎn)子小齒，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)大齒下的小齒必定和轉(zhuǎn)子的小齒分別錯(cuò)開正負(fù) 1/3 的齒距，形成 “齒錯(cuò)位 ”，從而形成電磁引力使電動(dòng)機(jī)連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)下去。 本實(shí)驗(yàn)所用的步進(jìn)電機(jī) 為 感應(yīng)子式 步進(jìn)電機(jī)（型號為 42BYG016）。 感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)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(diǎn)，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(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動(dòng)小。 步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo) (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(gè)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(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒 距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即ABBCCDDAAB，四相八拍運(yùn)行方式即 AABBBCCCDDDAA. (3)步距角：對應(yīng)一個(gè)脈沖信號，電機(jī)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(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50 * 4） = 度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360 度 /（ 50 * 8） = 度（俗稱半步）。 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)指標(biāo) （ 1） 步距角精度： 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差步距角 *100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在 15%以內(nèi)。 （ 2） 失步： 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。 （ 4） 最大空載起動(dòng)頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。 （ 5） 最大空載的運(yùn)行頻率： 電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 （ 6） 運(yùn)行矩頻特性： 電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)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(shí)鐘線。 OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。 EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘 EXT 接地。 AGND：模擬信號地。 AOUT： D/A 轉(zhuǎn)換輸出端。 VREF：基準(zhǔn)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(shí)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(shí)為其高 8位； RST：液晶復(fù)位信號； VCC_SEL： 5v VCC 接入時(shí)“ VCC_SEL”斷開； VCC 接入時(shí)“ VCC_SEL”短接； MOD：數(shù)據(jù) /命令并行口的模式選擇， MOD=GND 時(shí) TFT為 16位工作模式，MOD不連接時(shí) 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(shí)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(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼 器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個(gè)具有 N 位二進(jìn)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(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（葛萊碼）方式進(jìn)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(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是： ○ 1 可以直接 讀出角度坐標(biāo)的絕對值； ○ 2 沒有累積誤差； ○ 3 電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)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(dòng)器功能 步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)半流電路 步進(jìn)電機(jī)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(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的電機(jī)，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(jī)，首先，應(yīng)充分利用驅(qū)動(dòng)器的自動(dòng)半流控制功能和脫機(jī)功能，自動(dòng)半流在電機(jī)處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減小電流，脫機(jī)功能是將輸出電機(jī)電流切斷；其次，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器由于電流波形接近正弦，諧波少，電機(jī)發(fā)熱也會(huì)較少。減少鐵損與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，高壓驅(qū)動(dòng)的電機(jī)雖然會(huì)帶來高速特性的提升，但也帶來發(fā)熱的增加。所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)電壓等級，兼顧高速性、平穩(wěn)性和發(fā)熱、噪聲等指標(biāo)。 為盡可能減小電機(jī)發(fā) 熱 ，需要 TB6560 的 TQ2 和 TQ1 引腳電平在電機(jī)工作時(shí)設(shè)置為電流輸出最大，在電機(jī)不工作時(shí)電流減半甚至更小，故稱為 “自動(dòng)半流電路 ”。用 NFA、 NFB 定義最大輸出電流后，通過 TQ2 和 TQ1 設(shè)置電流比率輸出，設(shè)為 00、 0 11 時(shí)，輸出的電流分別為最大電流的 100％、 75％、 50％、25％。改變電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，也就改變了電機(jī)輸出扭矩的大小。自動(dòng)半流電路設(shè)計(jì)選用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路芯片 74CH123，用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖持續(xù)時(shí) TQ2 一直保持低 電平，無驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)保持高電平。在 圖 8 電路中， TQ1 連接3 個(gè)跳線帽。接跳線 1， TQ TQ1 始終同為高或低電平，驅(qū)動(dòng)電流在 25％～ 100％