【摘 要】
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流量计是一种常见的流量测量工具,广泛应用于工业生产等各种领域。齿轮流量计由于具有简单的结构,在流量计市场中占据了较大的份额,但是传统的齿轮流量计在工作时,是由流体推动齿轮转动,在测量流量波动较大的流体时,易导致流量计内部发生泄露,引起测量精度的下降。因此,实现齿轮流量计的高精度测量是亟待解决的工程问题。近年来国外出现了将机械和电控系统融合的高精度齿轮流量计,能够实现零压差测量。这种高精度流量计广泛
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流量计是一种常见的流量测量工具,广泛应用于工业生产等各种领域。齿轮流量计由于具有简单的结构,在流量计市场中占据了较大的份额,但是传统的齿轮流量计在工作时,是由流体推动齿轮转动,在测量流量波动较大的流体时,易导致流量计内部发生泄露,引起测量精度的下降。因此,实现齿轮流量计的高精度测量是亟待解决的工程问题。近年来国外出现了将机械和电控系统融合的高精度齿轮流量计,能够实现零压差测量。这种高精度流量计广泛应用于汽车、内燃机行业,但是全部依赖于进口,价格十分昂贵,针对该问题,本课题旨在开发一套能实现压差反馈与控制的齿轮流量计测量系统,实现对流体的零压差测量,从而提高测量精度。本文在对现有齿轮流量计分析后,开发了一套具有压差反馈与控制功能的齿轮流量计流量测量系统,对该流量测量系统进行了软硬件设计。首先对压差检测方案进行设计,经过比较各种检测方案的优缺点和可行性,最后根据差动变压器式位移传感器（Linear Variable Differential Transformer,LVDT）的原理,设计了基于LVDT信号处理芯片AD698的压差检测方案。设计了基于A4950的直流电机驱动电路以及电源转换电路,滤波钳位电路,编码器接口电路,通讯接口硬件电路等。软件方面,完成了流量测量系统的软件程序设计,包括主程序,基于PID的电机运动控制算法,ADC电压值采样,定时器发射PWM、接收编码器脉冲,定时器中断服务函数,OLED屏幕显示,串口通讯等。搭建了样机和实验平台,对系统进行了标定和精度测试以及稳定性实验,对实验数据和结果进行了总结和分析。流量计的精度测试结果表明,该套流量测量系统能够有效地调节流量计进出口之间的压差,实现对流量的零压差测量,系统的测量结果表明,系统的相对误差保持在0.5%以内,量程为0-80L/h,可用于对流量进行精确测量的使用场景。
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