流量计毕业论文涡轮流量计标定装置及测量电路设计.doc

涡轮流量计标定装置及测量电路设计学 院航空航天工程学部专 业飞行器动力工程班 级04040102学 号姓 名孔祥宇指导教师彭大维负责教师彭大维沈阳航空航天大学2021年6月摘 要随着流体系统向微小化方向的开展，对微小流量进行精确测量的需求变得越来越多本文提出了小量程流量计、标定试验器及传感器后调理电路的设计，使其具有测量精度高、使用方便、适应性强、数字信号输出并转换为易于识别的方波等优点文章主要研究设计了切向涡轮流量计以及对切向流量计中传感器后的调理电路进行了仿真设计和PCB设计，同时对调节涡轮转速的步进电机的安装操作进行了详细的介绍并根据测量微小流量的原理及其实现方法，改良测量系统测量系统在液体流量标准装置的根底上，改良了稳压装置，采用稳压溢流堰的方法，设计了新的液体称重容器--双套量杯称重容器，选用了测量精度更高的电子天平，取代了常用杠杆式天平，使测量更简单、准确根据微小流量测量的特点，本文选择动态质量法原理进行流量标定，它简化了测量过程，降低了本钱，提高了测量精度，证明对它的设计是可行的关键词：切向涡轮流量计；液体流量标准装置；动态质量法；流量标定;信号调理电路；步进电机调控；PCB电路板印刷Turbine flowmeter calibration device and measurement circuit designAbstractWith the development of the fluid system to the direction of miniaturization, the demand for accurate measurement of small flow becomes more and more. This paper presents the design of a small range of flow meter . the calibration test and the design of the sensor conditioning, it has high accuracy, easy to use, adaptable, and converted to a digital signal output of the advantages of easy identification square wave . The article is mainly designed tangential turbine flow-meter, As well as the design of the cutting simulation and PCB design after the flowmeter sensor conditioning circuits .while adjusting the speed of the turbine installation stepper motor for a detailed description.and in accordance with the principle and implementation method for measuring small flows, improved measurement system. Measurement system on the basis of the liquid flow standard device to improve the regulator device, using the method of regulator overflow weir; Designed a new liquid weighing container - double sets of measuring cups weighing the container; The selection of a higher measurement accuracy electronic balance, replacing the commonly used leveraged balance, the measurement is more simple and accurate. According to the characteristics of micro flow measurement, this article selection of the dynamic quality of the principle of flow calibration which simplifies the measurement process, reduces cost and improves the measurement accuracy, to prove that its design is feasible.Keywords: Tangential turbine flow-meter; Liquid flow standard device; Dynamic Quality Act; Flow calibration ;Signal condition circuit;Stepper motor regulation;PCB printed circuit board 目 录1 绪论 5 研究的背景、目的和意义 51.2 本课题研究的主要内容、技术路线及需解决的技术关键 51.2.1 研究的指导思想 8 1.2.2 主要研究内容、技术关键与难点 82 小量程流量计的选择及设计 10 涡轮流量计概述 10 涡轮流量计开展概况 10 涡轮流量计的特点 11 切向式涡轮流量计 12 3 试验系统的建立与选择 17 微小流量的定常流测量原理 17 静态质量法液体微小流量测量装置 17 动态质量法液体微小流量测量装置 18 基于以上两种测量方法，比照分析并选择试验系统 194 动态质量法测量装置 21 测量系统的原理及设计 21 测量系统的优化及改良 22 稳压源的改良 22 称重容器的改良 23 称重装置的改良 255 流量计标定技术 27 流量标定技术分类 27 切向涡轮流量计的标定 276 转速传感器所连接电路及步进电机调控装置........................................................... 30 6.1传感器后信号调理电路设计................................................................................... 30 6.1.1转速传感器所连接电路...................................................................................30 6.1.2转速传感器所连接电路的软件绘制...............................................................32 6.2步进电机调控装置....................................................................................................33 6.2.1并口卡...............................................................................................................34—100两项混合式步进电机驱动器......................................................40 6.2.3电动机...............................................................................................................43 6.2.4装置效果图.......................................................................................................437 装置不确定度分析 457.1 测量动态误差分析 457.2 计时器的不确定度 457.3 电子秤的不确定度 467.4 合成标准不确定度 477.5 扩展不确定度 478 总结 48参考文献 50致 谢 541 绪论1.1 研究的背景、目的和意义近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，和在石油、化工、电力、冶金、采矿、食品、轻工等很多工业生产过程中，对流量的测量都是必不可少的，因此全社会对流量计量测试技术的要求越来越高。

国家质量监督检验检疫总局批准发布了各种流量计量设备的检定规程，将流量计量设备的检定列为国家强制检定工程对于流量计量来说，各种流量标准装置是实施计量效劳的主要手段，其自身的功能、精度与先进程度就显得至关重要在对燃油测量精度越来越高的今天，任何微小的标准量值的差异都将导致严重的经济利益矛盾因此计量的准确性愈来愈受到人们的普遍关注如何进一步提高其测量精度是一个重要而又现实的问题针对目前微小流量测量中存在的问题，本文提出了一种用简单、有效定常流测量微小流量的原理及其实现方法，改良了稳压装置，简化了测量过程，降低了本钱，提高了测量精度并且本文对所设计的流量计装置在电方面进行了深入的探讨进一步的研究，是本文显得更加充实饱满本课题研究成果不仅具有显著的社会效益，而且还具有广阔的推广应用前景本文研究的目的是：用动态称重方法进行流量测量, 从而建立一套结构简单、精度高、运行效率高、性价比高的液体流量标准装置自动检定系统，一方面能保证流量计量设备准确的量值通过电信号的传递，另一方面能有效地防止在生产和贸易结算领域应用的流量计量设备由于计量精度而引起的生产浪费和贸易纠纷等本课题研究的主要内容、技术路线及需解决的技术关键研究的指导思想1、继承和开展原那么。

定常流测量方法是流量精确测量时普遍采用的方法而对于涡轮的转速，传统的机械液压式控制系统也曾经广泛应用，两者其中的很多优点必须要继承，没有继承就没有开展通过对现有成果的总结和完善，找出其存在的问题，提出比原方法更加简单方便的测量方法和信号采集方法2、实用性原那么本文研究的出发点是解决微小流量定常流测量以及对涡轮转速信号的采集的完善与改良，提供理论和实践的指导主要研究内容、技术关键与难点主要研究内容:涡轮流量计、齿轮流量计都是容积式流量计被测介质的压头推动齿轮或叶轮旋转时，速度传感器记录单位时间经过齿数或叶片数此过程中产生的正弦波通过信号调理电路转换为方波后输给微电脑，便可换算出流量它们可用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量小量程液体流量计的标定，需用数字电子天平，测出单位时间流经仪表的液体重量，换算出质量流量和体积流量本课题要求:设计测量涡轮转速传感器信号的转换电路,控制涡轮转速的步进电机安装比照分析小量程流量计的测量精度，设计适合小量程液体流量计的标定装置，分析测量的。