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基于MSP430的无磁热量表的研制及实现

作　者: 唐美芹
导　师: 赵辉
学　校: 电子科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 无磁 热量表 流量测量 温度测量 LC传感器 Pt100 低功耗
分类号: TH81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 186次
引　用: 2次
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内容摘要


中国热量表的自行研制开始于上世纪的90年代。二十一世纪初,国产的热量表才真正走出实验室,进入到实际的安装环境中试用,2-3年的应用下来,中国的热量表厂家总结了很多实际经验。热量表主要由流量传感器、温度传感器和热量计算构成。这段时间随着电子技术的飞速发展,热量计算模块逐渐成熟,热量表的研究重点放在了转向提高测量精确度上,主要是提高流量测量和温度测量精确度。无磁热量表采用MSP430内部的旋转扫描模块(SCAN IF)和LC无磁传感器进行流量测量,避免了磁场引起的干扰。温度测量采用了24位高精度AD转换芯片ADS1248和铂热电阻Pt100配合MSP430进行测量,提高了精度。系统选用低功耗单片机MSP430FW427控制并计算热量,并通过M–Bus协议与远程上位机通信。最后对保证测量精确度的算法等问题进行了讨论。文中开篇阐述了热量表的发展概述和行业现状,肯定了热量表在工业发展过程中的重要性和研制新型热量表的必要性。我们由无磁热量表中的无磁测量原理引出了无磁热量表的流量测量方法,考虑到热量表所要实现的功能,提出了无磁热量表的总体设计方案。然后介绍了无磁热量表的硬件电路部分的研制,并具体介绍了流量测量、温度测量、MSP430FW427控制和热量计算模块、串口通信模块等主要模块。接着介绍了无磁热量表的软件部分的研制,软件采用模块化编程,便于调试、升级;最后对系统实际调试得到的数据进行了分析,可以看出无磁热量表测量精度良好,并介绍了无磁热量表所需的参数设定及安装事项。通过全文的介绍,可以清楚地了解无磁热量表的设计方案和过程。它具有结构简单、功耗低、测量精度高等优点,综合性能也达到了预期目标,并且体积小,用户操作简便。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 热量表的发展概述和行业现状  10-13
    1.1.1 热量表的发展概述  10-11
    1.1.2 热量表的行业现状  11-13
  1.2 无磁热量表的总体方案  13-15
  1.3 无磁热量表的低功耗方案  15-16
  1.4 本章小结  16-17
第二章 无磁热量表的硬件电路设计  17-42
  2.1 主控电路设计  17-22
    2.1.1 MSP430FW427 设置  17-19
    2.1.2 外围电路设计  19-21
    2.1.3 调试中的问题  21-22
  2.2 无磁流量测量模块设计  22-29
    2.2.1 无磁测量原理  22-23
    2.2.2 旋转检测模块（SCAN IF）设计  23-25
    2.2.3 检测信号处理流程  25-28
    2.2.4 模块总体设计  28-29
  2.3 温度测量模块设计  29-36
    2.3.1 温度测量原理  29-30
    2.3.2 温度传感器设置  30-32
    2.3.3 ADS1248 设置  32-34
    2.3.4 模块总体设计  34-36
  2.4 电源模块设计  36-37
  2.5 存储模块设计  37-38
  2.6 键盘模块设计  38-39
  2.7 串口通信模块设计  39-40
  2.8 其他模块设计  40-41
  2.9 本章小结  41-42
第三章 无磁热量表的软件设计  42-61
  3.1 总体结构  42-43
  3.2 主程序  43-46
  3.3 流量子程序  46-49
  3.4 温度子程序  49-50
  3.5 热量计算子程序  50-51
  3.6 数据存储子程序  51-53
  3.7 键盘控制子程序  53-55
  3.8 LCD 显示子程序  55-56
  3.9 M-BUS 通信子程序  56-59
  3.10 其他辅助子程序  59-60
  3.11 本章小结  60-61
第四章 系统测试与校正  61-70
  4.1 系统调试  61-62
    4.1.1 硬件调试  61-62
    4.1.2 软件调试  62
  4.2 现场测试方法  62-63
  4.3 流量校正  63-68
    4.3.1 校正前数据  63-65
    4.3.2 校正方案  65-67
    4.3.3 校正后数据  67-68
  4.4 温度校正  68-69
  4.5 系统精度  69
  4.6 本章小结  69-70
第五章 总结与展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-75
硕士期间取得的研究成果  75-76
附录I LCD 驱动与其控制芯片RAM 的映射表  76-77
附录II 无磁热量表实验图  77-78

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 热工量的测量仪表
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