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毕业设计（论文）外文翻译
英文题目：
ResearchoflowpowerintelligentgasturbineflowmeterbasedonMSP430singlechip
中文题目：
基于MSP430单片机的低功耗智能气体涡轮流量计研究
课题类别：
设计论文□
学生姓名：
代涛
学号：
200959060129
班级：
065910901
专业（全称）：
热工过程自动化
指导教师：
周鹏展
2013年4月
基于MSP430单片机的低功耗智能气体涡轮流量计研究
摘要：
本文将介绍智能涡轮流量计测试仪，基于MSP430F149的处理器。
通过充分利用一个单芯片的计算和控制的能力，可显示瞬时流量及累计流量LED显示屏立即使用串行数据传输。
在此外，流量计的参数可以被设置为适应不同口径的管道，以改善精度。
此外，流量计还具有一个远程数据传输模块，其感测的流量和显示在屏幕上。
也可以配置该流量计由远程计算机上，改变其零点和范围，并运行自我诊断功能。
除此之外，它的使用在燃气涡轮机流量计，该系统也可以被用于实时显示的其他速度和容积式流量计。
关键词：
MSP430F149，气体涡轮流量计，低电力，HART
引言：
流是一个非常重要的参数，在检测在工业生产中的控制。
在所有的制作涉及的处理可燃气的流媒体，液体或固体粉末，是一个检测并控制链路流媒体。
作为节约能源的出现，集成控制和管理系统，并迅速计算机和应用的发展技术，无论是在数量或质量方面，站点信息的过程和状态变量作为其中心更强调的是，更多和更好的流动性测量设备是需要的。
漩涡流量计具有高的优点测量精度，测量范围宽，小转动惯量，但测量的信号很容易受到变化影响的外部因素有严重干扰，并且存在断电的危险，所以传统的漩涡流量计的精度波动一个很多造成大的错误。
智能漩涡流使用MSP430F149单片机的电表不仅确保测量精度，同时也大大扩展了由于其超低功耗的电池寿命的特点。
为了满足用户的需求，系统增加HART模块设计人机接口包括现场示范，累计流量存储和键盘管理完成流体瞬时流量测量和监控。
HART协议是一种开放的通信协议的可寻址远程传感器高速通道，专门从事通过现有的模仿数字信号通信信号传输线，并已应用在许多智能仪表设计。
二、惠而浦流量仪表的运作原理当被测气体的流量通过流量米，叶轮旋转时的压力下，然后定期变化的磁阻值的磁电开关，这使得传感器的电磁场周期性地改变，导致周期性的感应电潜力。
在一定的流量范围内，它的旋转角速度和流速成正比，从而累积流量和瞬时流量测量，可达到测量角速度的叶轮。
该传感器产生的电脉冲信号，该信号是约正比于流率，以及信号的进入被放大后，由单片机测量系统放大镜。
一系列的计算之后，在瞬时体积流量和累积体积流量修订后在液晶屏上显示。
这种流动米内可以进行精确的测量测量范围，只要有一个较低的起动流量，因为它是在正确安装和定期的条件维修。
三、数学模型在一般的气体可以被看作是理想气体时，其压力不大，但温度高。
在气体流测量时，通过流量计的气体流量是很短，所以根本没有时间为燃气热交换，与外界（激发摩擦热量不认为在这种情况下），因此，变化过程气体的状态近似可以被看作是可逆绝热过程或熵过程。
所以状态绝热过程方程可以被用于计算具体数量或密度不同的状态下。
但在工程，密度通常是计算的基础上，理想气体方程博伊尔查尔斯方程（PV=NRT）
是：
ρ-工作状态下的气体的命运
xρ-在标准条件下气体的密度
P-气体压力工作状态下
xp的-在标准条件下的气体压力
T-工作状态下的气体的温度
x厚-在标准条件下，气体的温度为了说明的程度之间的差异工作气体和理想气体，我们一定参数Z压缩系数ineasure程度接近真实气体和理想气体之间：
Z=PVnRT
（2）
气体的可压缩性系数（Z=1），当它是理想气体，即，
Z-气体压缩系数标准条件。
Z-气体压缩系数工作状态。
但气体状态变化不会遵守的规则理想气体状态方程时的压力和温度高的操作条件改变很多。
特别是在高压下，接近饱和工作气体Z曲线，压缩系数气体的可压缩性系数不等于在标准条件下XZ。
于是，我们可以使用牛顿迭代法计算系数
压缩率的Z在普遍equationl
四、系统设计
A、漩涡流量计的硬件组件
包括MSP430F149的主控制装置，该脉冲信号采集模块，温度和压力的采集模块，液晶显示模块，键盘，和遥控器数据传输模块。
图1是一个方框图，系统硬件。
由美国TI公司的MSP430F149被选中，其中包括12位快速A/D转换器，60K字节的FlashROM，2K字节的RAM，2个16位定时器，看门狗，6路8位双向I/O端口，两路USART通信端口，一个比较器，一个DCO内部振荡器和两个外部时钟可以调试和下载单片机通过JTAG在线，方便，实际上。
它还具有5种超低功耗工作省电模式的方法，Pl和P2端口可以作为中断源，片上资源丰富。
单片机的工作电压范围为1.8-3.6V，低功耗消费（完整的操作电子式电流控制在待机0.6毫安）经营电子式电流控制于20uA的电流，特别适用于仪表干电池供电的仪器数据采集部分对于流量计，温度和压力的两个重要的参数，尤其是对于用的流量计温度和压力补偿，它的准确与否直接影响流量参数的测量的准确度。
为了获得高的测量精度，用TMP36温度传感器，其广泛的温度范围（40℃〜+125℃），其输出电压成比例的信号温度，线性度更好。
MC系列压力使用压力传感器的传感器，其范围可以从几千帕到几兆帕;工作温度范围为40〜80℃，准确性，相对误差小于0.25％。
MC系列压力传感器需要恒流源电源供应，本系统选用恒流源LM234，压力传感器准确检测放大后的电压通过模拟输入信号送入单片机A/D转换。
使用韦根传感器，流量脉冲信号按照开发韦根效应传感器输出信号的幅度高，稳定，以及需要外部电源的优点，如在图2中所示，脉冲信号采集电路，汽轮机通流账户转了一圈每个叶轮，韦根传感器输出几毫秒持续时间大约是6伏的高振幅，高电压调节器，使电容器C1通过晶体管Q1导通后，P1.1是高电压，这可以触发端口MCU的上升沿或下降沿中断，确定中断程序时，是由于P1.1触发脉冲计数器的话造成的破坏加一实现计数功能。
B、液晶显示屏和键盘模块
四个按键的键盘直接连接到单片机的P2口。
从每个按键都是独立其他和无干扰。
键盘采用中断处理方法，以节省单片机的资源。
A键按下相应的处理。
显示模块，用于显示测量数据和系统设置，如温度，压力，瞬时流量，累计流量，电池和其它信息。
键被设置为手动设置流量计的参数，流量上限，明确的累积流量。
显示缓冲区区域分配显示模块微控制器的RAM区在液晶显示屏上的缓冲器中的内容。
C.远程传输模块为了提供生产管理信息和管理，远程抄表系统提供。
远程传输模块包括：
RS485输出能力和工业级的4〜20mA输出和HART模块。
仪表的4〜20mA输出AM402芯片所实现。
通过调节占空比与SCM，流量信号转换为PWM脉冲的引脚，然后通过要被转换的AM402成标准的4〜20mA的电流信号进行远距离传输。
RS-485是半双工通信与最大传输距离为1.2KM。
这是非常有用长途通信，因为人们没有去检查每一个乐器的现场直播，而不是他们只需要观看的通信接口学习当前和历史数据。
HART通信智能通信卡和不干扰与4〜20mA模拟信号，它可以做双向数字沟通。
因此，各种流量检测马上显示。
此外，远程配置由电脑主机可以实现改变仪器的零点和范围，积极完整的自我诊断功能，进一步提高通信距离和更复杂的和精确的控制来实现的。
C、系统软件设计
模块化的开发中使用的软件设计因为它很方便调试，连接，修改和移植程序。
MSP430具有IAR调试好环境，用C语言在编程中，开发时间可以大大减少。
MCM上电或复位时，该系统是首先初始化，然后执行每个模块是通过使用标记通过执行方法，该方法是，模块是建立执行符号时执行，否则跳过模块和其他模块继续执行反复。
通常情况下，每个系统任务子程序空闲状态，只有当有一个相应的消息产生，执行相应的任务是完成。
系统的中断源包括：
外部中断（脉冲采集交通信号），定时中断，串行通信和接收中断，中断方法改善了响应速度，从而使程序更可靠。
图3是主程序流程图
五、实验设计和数据分析
下正常工作的功率测量系统：
状态（没有测量状态），整体工作电流系统维护波纹管250Pa左右。
测量时间压力和温度是非常喊（毫秒）;测量电流约1mA，电源间断电流被提供。
用于的16AH锂锰电池在过去五年的系统，可以在正常工作状态。
计算系统的不确定性：
不准确的压力传感器是±0.5％，不准确的温度传感器是±0.4％，误差为0.5％，则系统的不确定性是：
六、结论
涡轮气量计的测量原理在此上下文中设计的单芯片结合微控制器，配合有一定程度的电子电路和软件，形成一组的多官能数字显示智能仪表温度补偿的功能，实时显示，流程整合，参数设置，远程传输和数据的存储。
该仪器利用智能化方法，以提高气体流量的准确性米测量，采用零功耗磁依赖传感器，以降低电力消耗，自由基增加一个流量计的使用年限。
上面的同时根据理想气体的修改，仪器实现的温度和压力更有效的补偿，提高了精密的流量计。
流量计的成本大大地减少在开发过程中，以适应当前的经济条件。
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