基于MSP430單片機(jī)的新型智能IC卡天然氣表設(shè)計
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2．2 流量檢測電路設(shè)計
本系統(tǒng)流量檢測單元采用靶式流量計，通過測量裝在天然氣管道中靶所受到的壓力來計算天然氣的流量。主要包括靶式流量計、壓力測量、信號放大與A／D轉(zhuǎn)換四部分。
2．2．1 靶式流量計
圖2是靶式流量計的工作原理圖。這種流量計是在管道中裝設(shè)一圓靶用為節(jié)流元件，靶置于管道中央，靶的平面垂直于天然氣的流動方向。當(dāng)天然氣流過時，靶上就受到一個推力的作用，其大小與通過的流量成一定函數(shù)關(guān)系，通過測量推力F即可確定流量值。其函數(shù)關(guān)系式為：
式中：qv為通過管道的氣體體積流量(單位：m3／s)；Ka為靶式流量計的流量系數(shù)；D為管道內(nèi)徑(單位：m)；β為靶的結(jié)構(gòu)系數(shù)，β=d ／D；d為圓靶外徑(單位：m)；F為靶板上所受到的推力(單位：N)；ρ為氣體介質(zhì)的密度(單位：kg／m3)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/171127.htm
2．2．2 壓力測量
壓力傳感器種類較多，本系統(tǒng)中采用的是由四個電阻式應(yīng)變片組成的全橋結(jié)構(gòu)，如圖3所示。
工作中四個橋臂阻值都隨被測壓力的大小而變化，即R1+△R1，R2+△R2，R3+△R3，R4+△R4。根據(jù)電路中電流、電阻、電壓的關(guān)系不難得出下面的計算公式：
由式(2)可以看出若要使電橋平衡，輸出為零，應(yīng)滿足：
R1R3=R2R4 (3)
根據(jù)式(3)，如果適當(dāng)選擇各橋臂電阻值，可使輸出電壓與被測量引起的電阻變化量有關(guān)。如果選R1=R2=R3=R4=R0；△R1=△R2=△R3=△ R4=△R，電橋輸出電壓值Uy為：
經(jīng)放大電路放大后送給單片機(jī)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的壓力值。
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