毕业论文：流量控制系统设计.doc文档43页在线阅读

电磁场的产生是极快的过程，因此电磁流量计反应速度快，无机械惯性，可以测量瞬时流量，还可测水平或垂直管道中两个轴向的流量。

流量计输出只与被测介质的流速有关，量程范围宽。

应用口径范围大，小口径微小口径常用于医药卫生等有卫生要求的场所，中小口径常用于高要求或难测场合，如造纸工业测量纸浆液，大口径多用于给排水工程。

计较前面所述的流量计具有较大优势，它可以制成直径的流量计。

超声波流量计是种较新的测量方法，它利用超声波在流体中的传播速度与流体流动速度有关，据此可以实现流量测量。

这种方法也不会造成压力损失，并且适合于大管径非导电性强腐蚀性的液体或气体流量的测量。

分析比较以上几种流量计的优缺点，前三种中虽然有的测量精度较高，但是都有定的压力损失，因为这些方法对流动或多或少有些阻力，而且只适用于小管径的流量测量而电磁式和超声式流量计则可维持管道畅通无阻，或者说压力损失微不足道，而且对于超声式来比较，超声式对于大管径的流量测量更具有优势，且抗干扰能力比电磁式要强。

电磁流量计简介有定的压力损失，因为这些方法对流动或多或少有些阻力，而且只适用于小管径的流量测量而电磁式和超声式性的液体或气体流量的测量。

分析比较以上几种流量计的优缺点，前三种中虽然有的测量精度较高，但是都部分内容简介流量方面，电磁式流量计较前面所述的流量计具有较大优势，它可以制成直径的流量计。

超声波流量计是种较新的测量方法，它利用超声波在流体中的传播速度与流体流动速度有关，据此可以实现流量测量。

这种方法也不会造成压力损失，并且适合于大管径非导电性强腐蚀性的液体或气体流量的测量。

分析比较以上几种流量计的优缺点，前三种中虽然有的测量精度较高，但是都有定的压力损失，因为这些方法对流动或多或少有些阻力，而且只适用于小管径的流量测量而电磁式和超声式流量计则可维持管道畅通无阻，或者说压力损失微不足道，而且对于大管径流量测量具有绝对的优势从电磁式和超声式来比较，超声式对于大管径的流量测量更具有优势，且抗干扰能力比电磁式要强。

电磁流量计简介概述电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律研制成功的种流量计，重要用于测量导电液体体积流量。

世纪年代便有了比较系统的电磁流量计的理论，世纪年代开始进入工业应用领域。

世纪年代电磁流量计技术有了突破性的发展，成为使用广泛的类仪表，应用领域涉及工业农业医学等多个领域，可测介质范围也从电导率很低的蒸馏水到电导率很高的液态金属，并有成熟的耐高温高压及高腐蚀性的设计方法。

电磁流量计已基本实现小型化智能化体化，并已有级精度的商品化电磁流量计出现。

电磁流量计采用的原理与常见的差压式流量计不同，后者需要在管道中设臵定的检测元件，因此也易造成堵塞，且会带来定的压力损失。

而电磁流量计以电磁感应定律为基础，通过安装在管道两侧的磁铁，以流动的液体当作切割磁力线的导体，由产生的感应电动势测知管道内液体的流速和流量。

由电磁流量计的测量过程，不难看出它有以下主要优点属于非接触性仪表，测量管段是光滑直管，管内没有任何阻碍流体流动的节流元件，不会引起额外的压力损失，节能效果好，可用于测量各种粘度的液体，特别适于测量含固体颗粒的液固混合流，如纸浆泥浆污水等。

此外除电极外没有其他组件与液体直接接触，因此它还适于测量腐蚀性大的液体，由此形成了独特的应用领域。

流量计测量过程不受被测介质的温度粘度密度等因素的影响，因此只需次经水标定后就可用于测量其他导电液体的流量。

电磁场的产生是极快的过程，因此电磁流量计反应速度快，无机械惯性，可以测量瞬时流量，还可测水平或垂直管道中两个轴向的流量。

流量计输出只与被测介质的流速有关，量程范围宽。

应用口径范围大，小口径微小口径常用于医药卫生等有卫生要求的场所，中小口径常用于高要求或难测场合，如造纸工业测量纸浆液，大口径多用于给排水工程。

同时电磁流量计也有以下些不足之处不能测较高温度流量不能测气体蒸汽以及含有大量气泡的液体易受外界电磁干扰，造成输出精度受影响结构复杂，成本较高。

二电磁流量计的结构在结构上电磁流量传感器由传感器和转换器两部分组成。

测量管上下装有励磁线圈，通励磁电流后产生磁场穿过测量管，对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电动势送到转换器，励磁电流则由转换器提供。

转换器将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成与流量信号成正比的标准信号输出，最终完成显示记录和调节控制等功能。

电磁流量传感器主要由测量管组件磁路系统等部分组成。

测量管组件测量管位于传感器中心，它的材料及制造应满足下列要求必须由不导磁材料制成，以使磁力线能进入被测介质般还应由高阻抗材料构成，如玻璃钢或不锈钢，以减小涡电流带俩的损耗。

在使用金属做测量管如不锈钢时，整根测量管的内侧应涂有绝缘层或衬垫绝缘套管，以避免流体中的电流被管壁短路。

磁路系统磁路系统的作用是要产生个磁场，而产生的磁场波形由选用的励磁方式决定。

励磁方式的不同直接影响到仪表的抗干扰性，常用的有直流励磁正弦交流励磁恒电流方波励磁三种。

直流励磁利用永磁体或者直流电源励磁产生恒定磁场，简单可靠，受交流磁场干扰小。

但其显著缺点是直流感应电动势在两个电极表面形成固定的正负极性，引起被测介质电解，电极间电阻增大，感生的流量产生的电动势减小。

所以这种方式只适合于非电解质的导电液体如液态金属的测量。

正弦交流励磁利用正弦交流电给电磁流量传感器中的励磁绕组供电，产生交流正弦磁场，能避免直流励磁所带来的电极极化问题，缺点是会带来系列的磁干扰和噪声，如串模干扰和共模干扰。

创模干扰在相位上比流量信号滞后的干扰信号，途径之是导电液体和外电路构成的闭合回路在交变磁场作用下产生的感应电动势其二是被测导电流体形成流柱，在垂直于磁力线的轴向截面上产生涡电流。

共模干扰频率相位与流量信号致的干扰信号，产生的主要原因之是绝缘电阻和分布电容产生分压之二是杂散电流在地线上产生压降。

实际应用中可采用降低电源频率严格电磁屏蔽线路补偿使用地线等方法，减小这些干扰的影响。

恒电流方波励磁励磁电流大小恒定，克服了直流励磁带来的电极极化问题，但线路较为复杂。

电磁流量转换器的作用是通过内部的线性放大器将传感器输出的毫伏级电压信号放大，并装换成标准电流电压或频率输出，实现流量的显示记录积算等功能。

此外，针对相应的励磁方式，内部电路中还应包括抗干扰电路。

三电磁流量计的选用和安装选差，采用数字调节算法，计算输出到的变量增量式控制算法的计算公式为式中为本次实际测得的流量和设定值之差为比例系数为积分系数为微分系数输出控制变量表达式为程序的入口参数偏差测量值给定值。

这个参数均为字节的浮点数，分别将它们存放在单元中。

低字节存放浮点数的阶数和符号，其中符号存放在最高位，阶数以补码的形式存放在另位中。

尾数以原码的形式存放在另个字节中。

本程序占用资源。

程序如下。

，。

程序中字节浮点数减法子程序字节浮点数加法子程序字节浮点数乘法子程序字节浮点数减存放子程序。

中断服务子程序设定值输入程序本程序将位码按千百十个依次存放在片内的单元中，每个地址单元的高位为，低位为码。

初始化，存放单元首址口高位臵控制字及低位臵输入方式读入个码口送控制字及低位臵输入方式读如码屏蔽高位送入存储单元指向下个存储单元准备下片拨盘的控制端臵未读完返回读完结束中断子程序中断子程序流程图如下所示图中断子程序程序如下保护现场选工作寄存器区读取口数据屏蔽低位判断是否采样零信号万位和标志位荷重信号缓冲器判断是否读出千位判断是否采样零信号千位零信号缓冲器判断是否读出百位判断是否采样零信号百位零信号缓冲器判断是否读出十位判断是否采样信号十位零信号缓冲器判断是否采样零信号个位零信号缓冲器启动转换采样数据送处理缓冲器臵次采样结束标志恢复现场定时器中断子程序定时器中断程序流程图如下图所示。

程序如下图定时器中断保护现场允许采样否采样周期计数器减，不为转恢复采样周期计数器初值对零点采样调试用脉冲周期计数器减使产生方波恢复现场数码管显示子程序程序流程图如下所示在单片机内部的和单元中有四位十六进制数中为高两位，以下是将其自左到右显示出来的程序。

相应程序如下中数送截取高位送中数送低位送高位去掉低位指向送中数送截取高位指向送中数送低位送高位去掉低位指向送图数码管显示子程序步进电机控制程序步进电机控制程序保护现场步进马达步进数送清零转向标志状态送若为反转，则转正转模型始址送转入反转模型始址送输出控制模型的值输出控制脉冲延时形成脉宽准备下个模型指针判断送完遍模型值若模型结束，则若步进数未走完，则恢复现场返回恢复模型始址判断步进马达步数走完延时上述控制程序是利用程序延时来控制电机的通电时间即形成控制脉冲以达到正转反转启动和停止的。

这种控制的缺点是因执行延时程序而降低了效率。

为了提高的使用效率，读者也可采用单片机内部定时计数器编制上述程序。

单片机不仅可以用来控制步进马达的启停和转向，而且也可以用于变速控制和对多台步进马达进行控制。

单片机对步进电机的变速控制请参考有关资料。