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渦輪流量計(jì)的發(fā)展及設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-閱讀頁(yè)

2025-07-13 23:51本頁(yè)面
  

【正文】 數(shù) 據(jù) 經(jīng) 過(guò)單 片 機(jī) 運(yùn) 算 后 , 通 過(guò) LED 顯 示 器 顯 示 出 來(lái) 。 在 渦 輪 旋 轉(zhuǎn) 的 同 時(shí) , 葉片 周 期 性 地 切 割 電 磁 鐵 產(chǎn) 生 的 磁 力 線 , 改 變 線 圈 的 磁 通 量 。 它 是 代 表 每 立 方 米 流 量 有 幾 個(gè) 脈 沖 , 或 者 每 升流 量 有 幾 個(gè) 脈 沖 。 盡 管 渦 輪 流 量 計(jì) 的 設(shè) 計(jì) 尺 寸 相 同 , 但 實(shí) 際 加 工 出 來(lái) 的 渦 輪 幾 何 參 數(shù) 卻 不 會(huì) 完全 一 樣 , 因 而 每 臺(tái) 渦 輪 傳 感 器 的 儀 表 常 數(shù) k 也 不 完 全 一 樣 , 它 通 常 是 制 造 廠 在常 溫 下 用 潔 凈 的 水 標(biāo) 定 出 來(lái) 的 。 渦 輪 流 量 計(jì) 傳 感 器 的 結(jié) 構(gòu)渦 輪 流 量 傳 感 器 主 要 由 殼 體 、 導(dǎo) 向 體 、 葉 輪 、 軸 、 軸 承 、 信 號(hào) 檢 出 器 及 壓緊 圈 組 成 , 同 時(shí) 還 應(yīng) 配 有 與 之 相 配 合 的 前 連 接 管 和 后 連 接 管具 體 結(jié) 構(gòu) 如 圖 21和 圖 22 圖 21 結(jié) 構(gòu) 主 視 圖 鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 13 頁(yè) 圖 22 整 表 結(jié) 構(gòu) 圖1)殼 體 殼 體 是 傳 感 器 的 主 體 部 分 , 它 起 到 承 受 被 測(cè) 液 體 的 壓 力 , 固 定 安 裝 檢測(cè) 部 件 , 連 接 管 道 的 作 用 , 殼 體 采 用 不 導(dǎo) 磁 不 銹 鋼 或 硬 質(zhì) 合 金 制 造 。2)導(dǎo) 向 體 在 傳 感 器 進(jìn) 出 口 裝 有 導(dǎo) 向 體 , 它 對(duì) 流 體 起 導(dǎo) 向 整 流 以 及 支 承 葉 輪 的作 用 , 通 常 選 用 不 導(dǎo) 磁 不 銹 鋼 或 硬 鋁 材 料 制 作 。 葉 輪 有直 板 葉 片 、 螺 旋 葉 片 、 和 丁 字 形 葉 片 等 幾 種 , 亦 可 用 嵌 有 許 多 導(dǎo) 磁 體 的 多 孔 護(hù)罩 環(huán) 來(lái) 增 加 有 一 定 數(shù) 量 葉 片 渦 輪 旋 轉(zhuǎn) 的 頻 率 , 葉 輪 由 支 架 中 軸 承 支 承 , 與 殼 體同 軸 , 其 葉 片 數(shù) 視 口 徑 大 小 而 定 。 信 號(hào) 檢 出 器 常 用 變 磁 阻 式 , 由 永 久 磁 鐵 、 導(dǎo) 磁棒 (鐵 芯 )、 線 圈 等 組 成 。 輸 入 信 號(hào) 有 效 值 在 lOmv以 上 的 可 直 接 配 用 流 量 計(jì) 算 機(jī) , 配 上放 大 器 則 輸 出 伏 級(jí) 頻 率 信 號(hào) 。 而 在 實(shí) 際 測(cè) 量 和 控 制 系 統(tǒng) 中 , 都 允 許 有 一定 范 圍 的 誤 差 。例 如 , 在 溫 度 測(cè) 量 中 , 熱 電 阻 及 熱 電 偶 與 溫 度 之 間 的 關(guān) 系 , 即 為 非 線 性 關(guān) 系 ,很 難 用 一 個(gè) 簡(jiǎn) 單 的 解 析 式 來(lái) 表 達(dá) 。 另 外 , 在 一 些 精 度 及 實(shí) 時(shí) 性 要 求 比 較 高 的 儀 表 及 測(cè) 量 系 統(tǒng) 中 ,傳 感 器 的 分 散 性 、 溫 度 的 漂 移 、 以 及 機(jī) 械 滯 后 等 引 起 的 誤 差 在 很 大 程 度 上 都 是 不能 允 許 的 。 而 采 用 計(jì) 算 機(jī) 后 , 則 可 以 用 軟 件 補(bǔ) 償 的 辦 法 進(jìn) 行 校 正 。 線 性 插 值 算 法用 計(jì) 算 機(jī) 處 理 非 線 性 函 數(shù) 應(yīng) 用 最 多 的 方 法 是 線 性 插 值 法 。 假 設(shè) 變 量 y 與 自 變 量 x 的 關(guān) 系 如 圖 31 所 示 。 由 此 可 得 出 該 線方 程 表 達(dá) 式 為g(x)= 001)(yxxy??鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 16 頁(yè)=k(xx0)+y0 ( 33)式 中 , K= , 稱 為 直 線 方 程 g(x)的 斜 率 。由 圖 31 可 以 看 出 , 插 值 點(diǎn) x0 和 x1 之 間 的 間 距 越 小 , 那 么 在 這 一 區(qū) 間g(x)和 f(x)之 間 的 誤 差 越 小 。 分 段 插 值 算 法 程 序 的 設(shè) 計(jì) 方 法分 段 插 值 法 的 基 本 思 想 是 將 被 逼 近 的 函 數(shù) ( 或 測(cè) 量 結(jié) 果 ) 根 據(jù) 變 化 情 況 分 成幾 段 , 為 了 提 高 精 度 及 縮 短 運(yùn) 算 時(shí) 間 , 各 段 可 根 據(jù) 精 度 要 求 采 用 不 同 的 逼 近 公 式 。 在 這 種 情 況 下 , 分 段 插 值 的 分 段 點(diǎn) 的 選 取 可按 實(shí) 際 曲 線 的 情 況 靈 活 決 定 。 為 使 測(cè) 量 結(jié) 果 更 接 近 實(shí) 際 值 , 要 反 復(fù) 進(jìn) 行 測(cè) 量 ,以 便 求 出 一 個(gè) 比 較 精 確 的 輸 入 輸 出 曲 線 。 為 了 使 基 點(diǎn) 的 選 取 更 合 理 ,可 根 據(jù) 不 同 的 方 法 分 段 。等 距 分 段 法 即 沿 x 軸 等 距 離 地 選 取 插 值 基 點(diǎn) 。 但 是 , 當(dāng) 函 數(shù) 的 曲 率 或 斜 率 變 化 比 較 大時(shí) , 將 會(huì) 產(chǎn) 生 一 定 的 誤 差 。 等 距 分 段 法 。 曲 率 變 化 大 的 部 位 , 插 值 距 離 取 小 一 點(diǎn) 。( 3) 根 據(jù) 各 插 值 基 點(diǎn) 的 ( xiyi) 值 , 使 用 相 應(yīng) 的 插 值 公 式 , 求 出 模 擬y=f(x)的 近 似 表 達(dá) 式 Pn(x)。用 式 ( 33) 進(jìn) 行 計(jì) 算 比 較 簡(jiǎn) 單 , 只 需 進(jìn) 行 一 次 減 法 , 一 次 乘 法 和 一 次 加 法運(yùn) 算 即 可 。 為此 , 需 將 xi 與 各 分 點(diǎn) 值 進(jìn) 行 比 較 , 以 確 定 出 該 點(diǎn) 所 在 的 區(qū) 間 。值 得 說(shuō) 明 的 是 , 分 段 插 值 法 總 的 來(lái) 講 光 滑 度 都 不 太 高 , 這 對(duì) 于 某 些 應(yīng) 用 是 有缺 陷 的 。 在 這 種 局 部 化 的 方法 中 , 要 提 高 光 滑 度 , 就 得 采 用 更 高 階 的 導(dǎo) 數(shù) 值 , 多 項(xiàng) 式 的 次 數(shù) 亦 需 相 應(yīng) 增 高 。 插 值 法 在 流 量 測(cè) 量 中 的 應(yīng) 用圖 32 所 示 為 某 流 量 測(cè) 量 系 統(tǒng) 的 流 量 與 差 壓 的 實(shí) 測(cè) 變 化 曲 線 。 由 于 該 曲 線 變 化 比 較 平滑 , 因 此 可 以 采 用 多 項(xiàng) 式 差 值 公 式 , 也 可 以 選 用 分 段 線 性 插 值 法 完 成 。由 于 流 量 在 低 端 變 化 較 為 陡 直 , 高 端 變 化 比 較 平 緩 , 所 以 我 們 采 用 不 等 距分 段 法 。 寫 出 圖OABC 流 量 測(cè) 量 中 各 段 的 線 性 差 值 公 式 為 :鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 19 頁(yè) Q= ( 35)???????? ??????時(shí) 時(shí) 時(shí)時(shí) 10。(233。OPQ?第 四 章 單 片 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 單 片 機(jī) 硬 件 設(shè) 計(jì)根 據(jù) 課 題 的 要 求 的 任 務(wù) , 采 用 8031 單 片 機(jī) 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 小 系 統(tǒng) 。 74LS373(8 位 I/O 鎖 存 器 )、 2732 組 成 最 小 系 統(tǒng) , 擴(kuò) 展 的 8155 用于 給 定 值 或 產(chǎn) 品 計(jì) 數(shù) 顯 示 。 80318031 芯 片 是 MCS51 系 列 單 片 機(jī) 中的 一 種 , 除 無(wú) 片 內(nèi) ROM 外 , 其 余 特 性 與MCS51 單 片 機(jī) 基 本 一 樣 。(2) 外 接 晶 體 引 腳 XTAL1 和 XTAL2鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 20 頁(yè)XTAL1( 19 腳 ) :接 外 部 晶 體 的 一 個(gè) 引 腳 。 當(dāng) 采 用 外 部 振 蕩 器 時(shí) , 對(duì)HMOS 單 片 機(jī) , 此 引 腳 應(yīng) 接 地 ; 對(duì) CHMOS 單 片 機(jī) , 此 引 腳 作 為 驅(qū) 動(dòng) 端 。 在 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 , 接 至 上 述 振 蕩 器 的 反相 放 大 器 的 輸 出 端 。(3)控 制 或 與 其 它 電 源 復(fù) 用 引 腳 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN 和 EA/VPP ① RST/VPD( 9 腳 ) : 當(dāng) 振 蕩 器 運(yùn) 行 時(shí) , 在 此 腳 上 出 現(xiàn) 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期 的 高 電平 將 使 單 片 機(jī) 復(fù) 位 。② ALE/PROG( 30 腳 ) : 當(dāng) 訪 問(wèn) 外 部 存 貯 器 時(shí) , ALE( 允 許 地 址 鎖 存 ) 的 輸出 用 于 鎖 存 地 址 的 低 位 字 節(jié) 。 因 此 , 它 可 用 作 對(duì) 外輸 出 的 時(shí) 鐘 , 或 用 于 定 時(shí) 目 的 。 ALE 端 可 以 驅(qū) 動(dòng) ( 吸 收 或 輸 出 電 流 ) 8 個(gè) LS 型 的 TTL輸 入 電 路 。 在 從 外 部程 序 存 儲(chǔ) 器 取 指 令 ( 或 常 數(shù) ) 期 間 , 每 個(gè) 機(jī) 器 周 期 兩 次 PSEN 有 效 。 PSEN 同樣 可 以 驅(qū) 動(dòng) ( 吸 收 或 輸 出 ) 8 個(gè) LS 型 的 TTL 輸 入 。 當(dāng) EA 保 持 低 電 平 時(shí) , 則 只 訪問(wèn) 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 , 不 管 是 否 有 內(nèi) 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 。(4)輸 入 /輸 出 ( I/O) 引 腳 P0、 P P P3( 共 32 根 ) ① P0 口 ( 39 腳 至 32 腳 ) : 是 雙 向 8 位 三 態(tài) I/O 口 , 在 外 接 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ,與 地 址 總 線 的 低 8 位 及 數(shù) 據(jù) 總 線 復(fù) 用 , 能 以 吸 收 電 流 的 方 式 驅(qū) 動(dòng) 8 個(gè) LS 型 的TTL 負(fù) 載 。 由 于 這 種 接 口 輸 出 沒(méi) 有 高阻 狀 態(tài) , 輸 入 也 不 能 鎖 存 , 故 不 是 真 正 的 雙 向 I/O 口 。 對(duì) 805 8032, 引 腳 的 第 二 功 能 為T2 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器 的 外 部 輸 入 , 引 腳 的 第 二 功 能 為 T2EX 捕 捉 、 重 裝 觸 發(fā) ,即 T2 的 外 部 控 制 端 。③ P2 口 ( 21 腳 至 28 腳 ) : 是 準(zhǔn) 雙 向 8 位 I/O 口 。 在 對(duì) EPROM 編 程 和 程 序驗(yàn) 證 期 間 , 它 接 收 高 8 位 地 址 。④ P3 口 ( 10 腳 至 17 腳 ) : 是 準(zhǔn) 雙 向 8 位 I/O 口 , 在 MCS51 中 , 這 8 個(gè)引 腳 還 用 于 專 門 功 能 , 是 復(fù) 用 雙 功 能 口 。作 為 第 一 功 能 使 用 時(shí) , 就 作 為 普 通 I/O 口 用 , 功 能 和 操 作 方 法 與 P1 口 相同 。 8155(1)8155 是 一 種 多 功 能 的 可 編 程 常 用 外 圍 接 口 芯 片 , 它 具 有 三 個(gè) 可 編 程I/O 端 口 ( PA 口 和 PB 口 是 8 位 , PC 口 是 6 位 ) , 一 個(gè) 可 編 程 14 位 定 時(shí) 器 和256 字 節(jié) 的 RAM, 能 方 便 地 進(jìn) 行 I/O 擴(kuò) 展 和 RAM 擴(kuò) 展 , 芯 片 采 用 40 線 雙 列 直 插式 封 裝 ;(2)8155 能 適 應(yīng) CPU 與 I/O 接 口 之 間 的 多 種 數(shù) 據(jù) 傳 送 方 式 的 要 求 ;(3)8155 可 執(zhí) 行 功 能 很 強(qiáng) , 內(nèi) 容 豐 富 的 兩 條 命 令 (方 式 字 和 控 制 字 )為 用 戶根 據(jù) 外 界 條 件 來(lái) 使 用 8155 構(gòu) 成 多 種 接 口 電 路 提 供 了 靈 活 方 便 的 編 程 環(huán) 境 ;(4)8155 的 PC 口 的 使 用 比 較 特 殊 , 除 作 數(shù) 據(jù) 口 外 , 還 可 作 狀 態(tài) 口 , 進(jìn) 行 按位 控 制 等 ; 渦 輪 流 量 計(jì) 傳 感 器 的 設(shè) 計(jì)渦 輪 流 量 傳 感 器 機(jī) 械 部 分 的 設(shè) 計(jì) 包 括 殼 體 、 前 后 導(dǎo) 向 體 、 渦 輪 葉 片 、 壓 緊 圈 、軸 和 軸 承 以 及 與 之 相 配 套 的 和 輸 油 管 配 合 的 連 接 管 的 設(shè) 計(jì) 。進(jìn) 而 可 以 相 應(yīng) 的 確 定 其 它 相 配 合 的 部 件 的 尺 寸 , 然 后 才 可 以 確 定 殼 體 的 長(zhǎng) 度 及 其它 的 參 數(shù) 尺 寸 。 在 渦 輪 葉 片 的 設(shè) 計(jì) 中 , 選 用 的 是 最 常 用 的 螺 旋 葉片 , 而 且 是 6 個(gè) 葉 片 , 這 樣 有 利 于 提 高 測(cè) 量 的 精 度 。 在 設(shè) 計(jì) 中 , 采 用 了 多 種 不 同 的 渦 輪 角 度進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) , 分 別 加 工 , 然 后 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) , 確 定 最 后 的 加 工 角 度 。 壓 緊 圈 的 設(shè) 計(jì) 只 要 滿 足 其 和 殼 體 配 合 緊 密 , 固 定 好 導(dǎo) 向 體 就 可 以 了 ,尺 寸 大 小 可 以 參 照 殼 體 內(nèi) 徑 的 大 小 . 前 后 連 接 管 設(shè) 計(jì) 的 要 求 是 能 夠 和 殼 體 相 配 合 ,前 連 接 管 的 長(zhǎng) 度 一 定 要 大 于 管 徑 的 10 倍 以 上 , 后 連 接 管 的 長(zhǎng) 度 一 定 要 大 于 管 徑鐵路技校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 23 頁(yè)的 5 倍 以 上 。 若 鍵 盤 閉 合 鍵 的 識(shí) 別 是由 專 用 硬 件 實(shí)
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