【正文】 重 要 的 地 位 。(2)能 源 計(jì) 量能 源 分 為 一 次 能 源 （ 煤 炭 、 原 油 、 煤 層 氣 、 石 油 氣 和 天 然 氣 ） 、 二 次 能 源（ 電 力 、 焦 炭 、 人 工 燃 氣 、 成 品 油 、 液 化 石 油 氣 、 蒸 汽 ） 及 載 能 工 質(zhì) （ 壓 縮 空 氣 、氧 、 氮 、 氫 、 水 ） 等 。 流 量 儀 表 是 能 源 計(jì) 量 儀 表 的 重 要 組 成 部 分 ， 水 、 人 工 燃 氣 、 天 然 氣 、蒸 汽 和 油 品 這 些 常 用 的 能 源 都 使 用 著 數(shù) 量 極 其 龐 大 的 流 量 計(jì) ， 它 們 是 能 源 管 理 和經(jīng) 濟(jì) 核 算 不 可 缺 少 的 工 具 。 國(guó) 家 把 可 持 續(xù) 發(fā) 展 列 為 國(guó) 策 ， 環(huán) 境 保 護(hù) 將 是 21 世 紀(jì) 的 最 大 課 題 。我 國(guó) 是 以 煤 為 主 要 能 源 的 國(guó) 家 ， 全 國(guó) 有 上 百 萬(wàn) 個(gè) 煙 囪 不 停 地 向 大 氣 排 放 煙 氣 。 煙 氣 的 流 量 沆 量 有 很 大 因 難 ， 它 的 難 度 為 煙 囪 尺 寸大 且 形 狀 不 規(guī) 則 ， 氣 體 組 分 變 化 不 定 ， 流 速 范 圍 大 ， 臟 污 ， 灰 塵 ， 腐 蝕 ， 高 溫 ，無(wú) 直 管 段 等 。 其 中 管 道 運(yùn) 輸 雖 早 已 有鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 4 頁(yè)之 ， 但 應(yīng) 用 并 不 普 遍 。管 道 貌 岸 然 運(yùn) 輸 必 須 裝 備 流 量 計(jì) ， 它 是 控 制 、 分 配 和 調(diào) 度 的 眼 睛 ， 亦 是 安 全 監(jiān) 沒(méi)和 經(jīng) 濟(jì) 核 算 的 必 備 工 具 。生 物 技 術(shù) 中 需 監(jiān) 測(cè) 計(jì) 量 的 物 質(zhì) 很 多 ， 如 血 液 ， 尿 液 等 。(6)科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn)　 科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 需 要 的 流 量 計(jì) 不 但 數(shù) 量 多 ， 且 品 種 極 其 繁 雜 。(7)海 洋 氣 象 ， 江 河 湖 泊這 些 領(lǐng) 域 為 敞 開(kāi) 流 道 ， 一 般 需 檢 測(cè) 流 速 ， 然 后 推 算 流 量 。 流 量 計(jì) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 及 分 類(lèi)流 量 測(cè) 量 的 發(fā) 展 可 追 溯 到 古 代 的 水 利 工 程 和 城 市 供 水 系 統(tǒng) 。 公 元 前 1000 年 左 右 古 埃 及 用 堰 法 測(cè) 量 尼羅 河 的 流 量 。17 世 紀(jì) 托 里 拆 利 奠 定 差 壓 式 流 量 計(jì) 的 理 論 基 礎(chǔ) ， 這 是 流 量 測(cè) 量 的 里 程 碑 。 20 世 紀(jì) 由 于 過(guò) 程 工 業(yè) 、 能 量計(jì) 量 、 城 市 公 用 事 業(yè) 對(duì) 流 量 測(cè) 量 的 需 求 急 劇 增 長(zhǎng) ， 才 促 使 儀 表 迅 速 發(fā) 展 ， 微 電 子技 術(shù) 和 計(jì) 算 機(jī) 動(dòng) 手 術(shù) 的 飛 躍 發(fā) 展 極 大 地 推 動(dòng) 儀 表 更 新 換 代 ， 新 型 流 量 計(jì) 如 雨 后 春筍 般 涌 現(xiàn) 出 來(lái) 。我 國(guó) 開(kāi) 展 近 代 流 量 測(cè) 量 技 術(shù) 的 工 作 比 較 晚 ， 早 期 所 需 的 流 量 儀 表 均 從 國(guó) 外 進(jìn)口 ， 直 到 20 世 紀(jì) 30 年 代 中 期 才 出 現(xiàn) 光 華 精 密 機(jī) 械 廠 所 制 造 的 家 用 水 表 ， 50年 代 有 了 新 成 儀 表 廠 所 開(kāi) 發(fā) 的 文 丘 里 管 流 量 計(jì) ， 60 年 代 開(kāi) 始 渦 輪 、 電 磁 流 量 計(jì)鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 5 頁(yè)的 生 產(chǎn) 。 我 國(guó) 90 年 代 初 流 量 儀表 產(chǎn) 量 估 計(jì) 超 過(guò) 250 萬(wàn) 臺(tái) 。 根 據(jù)其 測(cè) 量 方 法 和 結(jié) 構(gòu) 原 理 大 致 分 為 差 壓 式 流 量 計(jì) 、 浮 子 流 量 計(jì) 、 容 積 式 流 量 計(jì) 、 電磁 流 量 計(jì) 、 渦 街 流 量 計(jì) 、 科 里 奧 利 質(zhì) 量 流 量 計(jì) 、 超 聲 流 量 計(jì) 、 插 入 式 流 量 計(jì) 和 渦輪 流 量 計(jì) 等 等 。 渦 輪 流 量 計(jì) 由 渦 輪 流 量 傳 感 器 及 與 之 配 套 的 顯示 流 量 的 顯 示 儀 表 兩 部 分 構(gòu) 成 。 這 種 系 統(tǒng) 的 成 功 應(yīng) 用 在 國(guó) 際 上 已 有 幾 十 年 以上 的 歷 史 了 ， 在 國(guó) 外 液 化 石 油 氣 、 成 品 油 和 輕 質(zhì) 原 油 等 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 及 集 輸 站 ， 大 型 原油 輸 管 線(xiàn) 首 末 站 都 大 量 采 用 渦 輪 流 量 計(jì) 進(jìn) 行 貿(mào) 易 結(jié) 算 。作 為 貿(mào) 易 結(jié) 算 的 計(jì) 量 儀 表 ， 主 要 的 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 及 法 制 計(jì) 量 組 織 ISO 和 OIML 以 及工 業(yè) 先 進(jìn) 國(guó) 家 皆 已 頒 布 各 種 渦 輪 流 量 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) 和 規(guī) 范 ， 如 ISO 995 ISO271 OIML R R3 AGAN0 API 253 JISB 876 JISB 7501和 CEN(歐 共 體 )標(biāo) 準(zhǔn) 等 。渦 輪 流 量 計(jì) 經(jīng) 過(guò) 多 年 的 發(fā) 展 ， 已 形 成 了 眾 多 的 產(chǎn) 品 系 列 ， 分 類(lèi) 方 法 也 很 多 。(2)切 向 型 葉 輪 軸 與 管 道 軸 線(xiàn) 垂 直 ， 流 體 流 向 葉 片 平 面 的 沖 角 約 90 度 ， 適用 于 小 口 徑 微 流 量 測(cè) 量 。(4)井 下 專(zhuān) 用 型 適 用 于 石 油 開(kāi) 采 井 下 作 業(yè) ， 測(cè) 量 介 質(zhì) 有 泥 漿 及 油 氣 流 等 ， 傳感 器 體 積 受 限 制 ， 耐 高 壓 、 高 溫 及 流 體 沖 擊 等 。(6)廣 粘 度 型 在 波 特 型 浮 動(dòng) 轉(zhuǎn) 子 壓 力 平 衡 結(jié) 構(gòu) 基 礎(chǔ) 上 擴(kuò) 大 上 錐 體 與 下 錐 體 的直 徑 ， 增 加 粘 度 補(bǔ) 償 翼 及 承 壓 葉 片 等 結(jié) 構(gòu) 措 施 ， 使 傳 感 器 適 用 于 高 粘 度 液 體 ， 如重 油 ， 粘 度 可 達(dá) 30mm2／ s。 單 片 機(jī) 是 把 中 央 處 理 器 CPU、隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 RAM、 只 讀 存 儲(chǔ) 器 ROM、 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 以 及 I/O 接 口 電 路 等 主要 計(jì) 算 機(jī) 部 件 集 成 在 一 塊 集 成 電 路 芯 片 上 的 微 型 計(jì) 算 機(jī) ， 它 的 特 點(diǎn) 是 高 性 能 、 高速 度 、 體 積 小 、 價(jià) 格 低 廉 、 穩(wěn) 定 可 靠 、 應(yīng) 用 廣 泛 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生 綜 合 運(yùn) 用 本 學(xué) 科 及其 他 學(xué) 科 的 基 本 理 論 、 專(zhuān) 業(yè) 知 識(shí) 和 基 本 技 能 ， 結(jié) 合 實(shí) 踐 來(lái) 提 高 學(xué) 生 的 分 析 與 解 決實(shí) 際 問(wèn) 題 的 能 力 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 而 對(duì) 折 線(xiàn) 流 量 計(jì) 的 研 究 不 僅 要 求 我 們 綜 合 前 面 所 學(xué)的 知 識(shí) ， 還 要 求 我 們 進(jìn) 一 步 學(xué) 習(xí) 更 多 的 有 關(guān) 此 類(lèi) 方 面 的 知 識(shí) 。單 片 微 型 機(jī) 簡(jiǎn) 稱(chēng) 單 片 機(jī) ， 它 是 在 一 片 芯 片 上 集 成 了 中 央 處 理 部 件 ， 存 儲(chǔ) 器 、定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 和 各 種 輸 入 輸 出 設(shè) 備 等 接 口 部 件 。 國(guó) 內(nèi) 雖然 起 步 較 晚 ， 但 單 片 機(jī) 的 潛 力 越 來(lái) 越 被 人 們 所 重 視 ， 尤 其 在 工 業(yè) 控 制 、 自 動(dòng) 化 儀器 儀 表 、 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 接 口 、 智 能 化 外 設(shè) 等 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 發(fā) 展 很 快 。 采 用 單 片 機(jī) 對(duì) 溫 度 進(jìn) 行 控制 不 僅 具 有 控 制 方 便 、 簡(jiǎn) 單 和 靈 活 性 大 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 而 且 可 以 大 幅 度 提 高 被 控 溫 度 的技 術(shù) 指 標(biāo) ， 從 而 能 夠 大 大 的 提 高 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 和 數(shù) 量 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 培 養(yǎng) 學(xué) 生 綜 合 運(yùn) 用 本 學(xué) 科 及其 他 學(xué) 科 的 基 本 理 論 、 專(zhuān) 業(yè) 知 識(shí) 和 基 本 技 能 ， 結(jié) 合 實(shí) 踐 來(lái) 提 高 學(xué) 生 的 分 析 與 解 決實(shí) 際 問(wèn) 題 的 能 力 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 而 對(duì) 折 線(xiàn) 流 量 計(jì) 的 研 究 不 僅 要 求 我 們 綜 合 前 面 所 學(xué)的 知 識(shí) ， 還 要 求 我 們 進(jìn) 一 步 學(xué) 習(xí) 更 多 的 有 關(guān) 此 類(lèi) 方 面 的 知 識(shí) 。 單 片 機(jī) 的 發(fā) 展單 片 機(jī) 按 照 其 用 途 可 分 為 通 用 型 和 專(zhuān) 用 型 兩 大 類(lèi) 。通 用 型 單 片 機(jī) 把 可 開(kāi) 發(fā) 資 源 （ 如 ROM、 RAM、 EPROM、 I/O 口 等 ） 全 部 提 供給 使 用 者 。 因 工 藝 限 制 ， 單 片 機(jī) 采 用 雙片 的 形 式 而 且 功 能 比 較 簡(jiǎn) 單 。 需 加 一 塊 3851（ 由 1KBROM、 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器和 兩 個(gè) 并 行 I/O 口 構(gòu) 成 ） 。第 二 階 段 （ 19761978 年 ） ： 低 性 能 單 片 機(jī) 階 段 。 單 無(wú) 串 行 口 ， 中 斷 系 統(tǒng) 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 片 內(nèi) RAM 和 ROM 容鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 8 頁(yè)易 較 小 且 尋 址 范 圍 不 大 于 4KB。 代 表 性 的 產(chǎn) 品 有 Intel公 司 的 MCS5 Motorola 公 司 的 6801 和 Zilog 公 司 的 Z8 等 。 這 類(lèi) 單 片 機(jī) 性 能 價(jià) 格 比 高 ，目 前 仍 被 廣 泛 用 用 ， 是 當(dāng) 今 數(shù) 量 較 多 的 單 片 機(jī) 機(jī) 種 。 16 位 單 片 機(jī) 的 典 型 產(chǎn) 品 是 Intel 公 司 的 MCS96 系 列 單 片 機(jī) ， 主 振 位12MHz， 片 內(nèi) RAM 位 232B， ROM 為 8KB， 中 斷 處 理 為 8 級(jí) ， 而 且 片 內(nèi) 帶 有 多 通 道10 位 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 和 高 速 輸 入 /輸 出 部 件 （ HIS/HSO） ， 實(shí) 時(shí) 處 理 能 力 很 強(qiáng) 。20 世 紀(jì) 80 年 代 以 來(lái) ， 單 片 機(jī) 的 發(fā) 展 非 常 迅 速 。單 片 機(jī) 的 產(chǎn) 品 已 占 整 個(gè) 微 機(jī) （ 包 括 一 般 的 微 型 處 理 器 ） 產(chǎn) 品 的 80%以 上 ， 其 中8 位 單 片 機(jī) 的 產(chǎn) 量 又 已 占 整 個(gè) 單 片 機(jī) 產(chǎn) 量 的 60%以 上 。 單 片 機(jī) 的 特 點(diǎn)（ 1） 集 成 度 高在 一 個(gè) 芯 片 上 集 成 了 構(gòu) 成 一 臺(tái) 微 型 計(jì) 算 機(jī) 所 需 要 的 基 本 部 件 ， 能 滿(mǎn) 足 很 多 應(yīng)用 領(lǐng) 域 對(duì) 硬 件 的 功 能 要 求 ， 因 此 由 單 片 機(jī) 組 成 的 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 體 積 小 、 功耗 低 。（ 3） 可 靠 性 高單 片 機(jī) 的 CPU、 存 儲(chǔ) 器 、 I/O 接 口 集 成 在 同 一 芯 片 內(nèi) 部 ， 各 部 件 間 的 連 接 緊湊 ， 數(shù) 據(jù) 在 傳 送 時(shí) 收 到 的 干 擾 小 ， 且 不 易 受 環(huán) 境 條 件 的 影 響 ， 所 以 單 片 機(jī) 的 可 靠鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 9 頁(yè)性 高 。 利 用 它 可 開(kāi) 發(fā) 便 攜 式 智 能 監(jiān) 測(cè) 控 制 儀 器 。 這 是 其 他 任 何 計(jì) 算 機(jī) 機(jī) 種 無(wú) 法 比 擬 的 。 例 如 精 密 的 測(cè) 量 設(shè) 備 （ 功 率 計(jì) ，示 波 器 ， 各 種 分 析 儀 ） 。 例 如 工 業(yè) 流 水 線(xiàn) 的 智 能 話(huà) 管 理 等 。（ 4） 在 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 和 通 信 領(lǐng) 域 中 的 應(yīng) 用 　 　 現(xiàn) 代 的 單 片 機(jī) 普 遍 具 備 通 信接 口 ， 可 以 很 方 便 地 與 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 通 信 ， 為 在 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 和 通 信 設(shè) 備 間 的 應(yīng)用 提 供 了 極 好 的 物 質(zhì) 條 件 ， 現(xiàn) 在 的 通 信 設(shè) 備 基 本 上 都 實(shí) 現(xiàn) 了 單 片 機(jī) 智 能 控 制 ， 從手 機(jī) ， 電 話(huà) 機(jī) 、 小 型 程 控 交 換 機(jī) 、 樓 宇 自 動(dòng) 通 信 呼 叫 系 統(tǒng) 、 列 車(chē) 無(wú) 線(xiàn) 通 信 、 再 到日 常 工 作 中 隨 處 可 見(jiàn) 的 移 動(dòng) 電 話(huà) ， 集 群 移 動(dòng) 通 信 ， 無(wú) 線(xiàn) 電 對(duì) 講 機(jī) 等 。（ 6） 在 各 種 大 型 電 器 中 的 模 塊 化 應(yīng) 用 　 　 某 些 專(zhuān) 用 單 片 機(jī) 設(shè) 計(jì) 用 于 實(shí) 現(xiàn)特 定 功 能 ， 從 而 在 各 種 電 路 中 進(jìn) 行 模 塊 化 應(yīng) 用 ， 而 不 要 求 使 用 人 員 了 解 其 內(nèi) 部 結(jié)鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 10 頁(yè)構(gòu) 。（ 7） 單 片 機(jī) 在 汽 車(chē) 設(shè) 備 領(lǐng) 域 中 的 應(yīng) 用 　 　 單 片 機(jī) 在 汽 車(chē) 電 子 中 的 應(yīng) 用 非常 廣 泛 ， 例 如 汽 車(chē) 中 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 控 制 器 ， 基 于 CAN 總 線(xiàn) 的 汽 車(chē) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 智 能 電 子 控制 器 ， GPS 導(dǎo) 航 系 統(tǒng) ， abs 防 抱 死 系 統(tǒng) ， 制 動(dòng) 系 統(tǒng) 等 等 。 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 如 圖21 所 示 ：鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 11 頁(yè) 圖 21 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 框 圖 渦 輪 流 量 計(jì) 系 統(tǒng) 的 原 理該 系 統(tǒng) 原 理 就 是 讓 流 體 進(jìn) 入 ,然 后 使 折 線(xiàn) 流 量 計(jì) 傳 感 器 產(chǎn) 生 的 差 壓 信 號(hào) ， 利用 折 線(xiàn) 流 量 計(jì) 傳 感 器 所 產(chǎn) 生 的 差 壓 信 號(hào) ， 進(jìn) 行 放 大 運(yùn) 算 ， 再 通 過(guò) A/D 轉(zhuǎn) 換 器 進(jìn)入 8031 單 片 機(jī) 。