涡街流量计是基于卡门涡街原理进行流量测量的一种流量计,具有仪表内无机械可动部件,运行可靠,且测量结果不受流体的密度、温度等参数影响,成为目前国际上主要的流量仪表之一。涡街流量传感器是涡街流量计的信号检测装置,按测量方式可分为应力式、热敏式、电容式和超声波式等多种类别。其中应力式涡街流量传感器一般采用压电传感器,具有响应快、成本低、可靠性高等优点,在涡街流量计中应用广泛。本文以应力式涡街流量传感器为研究对象,研究测量系统设计方法。具体内容如下:设计系统的信号调理电路。分析压电传感器输出信号特征,针对传统电荷放大器受运算放大器输入偏置电流与反馈电阻制约使得低频信号放大能力差的缺点,设计了一种带有电压负反馈的差动式电荷放大器,仿真和实验结果表明改进后的电荷放大器能够有效增强低频信号放大能力,对拓宽流量计量程具有积极作用;针对传统的带通滤波器组无法灵活调节通带频率以及所用元器件过多导致的成本高、功耗高的缺点,设计了中心频率可调的带通滤波器,大大简化了硬件结构,同时能够根据需要灵活调节中心频率,提高了滤波效果的同时降低了系统功耗。设计涡街流量传感器测量系统。根据流量信号特点、系统的功耗以及应用场景的要求,提出具备两种供电方式的宽量程、低功耗的系统设计方案。设计电池与电源两种供电方式的管理电路和保护电路,同时根据两种供电方式的特点和要求,在不同的供电方式下进行不同的信号测量方法和控制措施。采用超低功耗单片机MSP430F6459作为核心处理器,搭建相应的外围电路,同时设计人机接口电路并进行静电防护。设计两线制电压源供电方式下的电流输出电路以及两种供电方式下相应的脉冲输出电路。研究系统抗周期振动干扰方法。以工业现场测量中常见的管道周期振动干扰为研究对象,基于设计的硬件电路研究系统抗干扰方法。为了减小单片机的运算量,延长电池使用寿命,提出了基于可控带通滤波器的抗周期振动干扰方法,实验验证方法有效性,并进行系统软件设计。最后搭建实验平台对研制的系统进行相应模块的性能指标测试。