PIC單片機抗干擾措施對渦街流量計的影響

<欽儀表（上海）有限公司? ?專注于流量計與服務? >> 流量計之家

?

渦街流量計是利用流體力學中著名的卡門渦街原理，即在流動的流體中插入一個非流線型斷面的柱體，流體在一定的雷諾數范圍內會在柱體下游產生旋渦。旋渦脫離旋渦發生體的頻率，即單位時間內由柱體一側分離的旋渦數目與流體速度成正比，從而測得流過管道的流體的流量。借助渦街傳感器得到與流體流量相對應的脈沖信號，通過放大、整形送PIC-單片機，得到信號的頻率值，再在溫度、壓力傳感器提供的輔助信息的幫助下，通過補償修正等措施，得到*終的流量值，由顯示裝置顯示測量結果，從而實現流量計的智能化。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? 二、系統組成

? ? 智能儀器已不再是簡單的硬件實體，而是硬件、軟件相結合，軟件在智能儀器中起著重要作用。所以該設計系統，包括硬件和軟件系統。

? ? 1. 硬件系統

? ? 如智能渦街流量計的系統框圖圖1所示，系統硬件由以下幾部分組成：渦街傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、主控制器（如虛線框所示）、液晶顯示器、日歷時鐘、串口通信。

? ? 渦街傳感器采集流量信號，壓力、溫度傳感器采集流體溫度、壓力信號對流量信號加以實時補償和修正。

? ? 主控制器包括流量計智能化的核心部件PIC單片機、信號放大整形處理電路、電源、功能設定按鈕。PIC單片機接收經處理后的信號，通過軟件將流體的流量計算出來，并送往液晶顯示器顯示：同時負責完成自檢和控制其余部件協調工作。

? ? 日歷時鐘對流量數據按日期進行不斷的儲存，便于用戶了解自己的用量和監控使用情況。串口通信可實現PIC單片機下位機與上位機（PC機）之間的數據通信。上位機和下位機之間通過串行數據總線（如CAN總線、RS485總線等）連接。

? ? 2. 軟件系統

? ? 基于PIC單片機指令集設計編寫的控制軟件是實現PIC單片機各種所需功能和流量計智能化的重要內容。

? ? 儀表安裝使用時，系統上電復位，PIC單片機首先對端口及寄存器進行初始化，然后初始化液晶顯示器和日歷時鐘。初始化完成以后，系統開始讀取上一次儲存在單片機的E2ROM中的累計流量，并送液晶顯示器顯示。然后依次讀取溫度、壓力的上下限設定值、儀表常數、干度值、溫度設定值和壓力設定值，以便下一步單片機對流量信號的處理。在以上的工作準備完成后，單片機進人流量檢測和處理階段，主要是對渦街、溫度和壓力傳感器的電信號的檢測和處理，以便得到流量數據。軟件控制流程圖如圖2所示。

? ? 三、系統抗干擾措施

? ? 系統干擾是影響渦街流量計測量準確度的主要因素，必須有各種抗干擾措施才能保證流量計達到預期的設計要求。

? ? 1. 外界震動產生的干擾及其解決措施

? ? 由于流量計工作在廠礦或居民區，各種交通工具的運行或對管道的敲擊都會對頻率的測量產生強烈的干擾，這時會產生尖峰信號。為了消除這種尖峰信號對流量測量的影響，硬件電路上采用帶通濾波電路，濾掉高頻干擾，軟件上通過數字濾波將這樣的高頻尖峰信號除去。

? ? 2. 供電電源干擾及其解決措施

? ? 由于系統采用鋰電池供電，其電源電壓的幅值的變化會給渦街流量計帶來干擾噪聲。采用DC-DC變換電荷泵，即使鋰電池的電壓在一定范圍內發生變化，電荷泵的輸出電壓，即單片機和放大器的供電電壓也不會發生變化。

? ? 3. PIC單片機抗干擾措施

? ? 對解決系統的可靠性問題和提高單片機抗干擾性能，一般采取兩種措施：一是防患于未然，即采取各種可靠性復位措施，在單片機系統出現程序失控或者死機之前，設法如何避免故障和差錯的發生。二是“亡羊補牢”，監視定時器WDT和軟件陷阱，即單片機系統一旦發生程序失控或死機，設法如何盡快把系統回復到正常工作狀態，避免造成更大的損失。?

? ? 該系統采用微功耗設計（包括選用微功耗的PIC單片機和電路設計方面采用微功耗器件）。采用多功能的日歷時鐘，可以根據用戶的需要，為用戶提供近60天內任何一天的流量數據，只需配備一臺PC機和一臺打印機即可將數據輸出，以供查詢備案。系統采用PIC單片機內置的EEPROM和FLASH程序存儲器，單片機強大的防偽功能，使得別人難以改變系統數據，從而確保了渦街流量計系統的安全運行，保障了商家和用戶的使用。

?

多欽儀表技術服務團隊專注于流量計近20年，特別推薦： 渦街流量計、電磁流量計、蒸汽流量計、氣體流量計、橢圓齒輪流量計、金屬管浮子流量計、超聲波流量計等多種流量計的計量服務，特別是流量GPRS手機端、PC端數據在線監控等多方面技術服務。

?