電磁流量計梯形波發生電路設計
電磁流量計梯形波發生電路設計
為了降低成本，本測量系統采用Atmel 公司AT89S53 單片機作為MCU,與晶振輸入模塊、復位電路、LED 或LCD 顯示模塊和鍵盤模塊共同構成單片機系統。AT89S53 單片機是51 系列單片機的一種，51 系列單片機是現在市場上應用泛的一種單片機，雖然現在DSP 的出現對51 單片機形成了沖擊之勢，但51 單片機在邏輯控制上的優勢和優良的性價比將繼續在各個領域發揮其作用。AT89S53 單片機結構特點如下：
1) 8 位CPU；
2)片內振蕩器及時鐘電路；
3) 32 根1/O 線.4)外部存儲器尋址范圍ROM, RAM 各64K；
5) 3 個16 位的定時器/計數器；
6) 5 個中斷源，2 個中斷優先級；
7)全雙工串行口；
8)布爾處理器。AT89C53 單片機除了51 單片機共有的特點之外，它還具有第三個定時器/計數器， 采用flash 存儲器，具有休眠功能，12K 存儲空間。在本系統中，89S53 用以實現數據采樣、數據處理、提供勵磁信號、參考信號、響應中斷、顯示等功能。AT89S53 高密度、非易失性技術生產，兼容標準8051 指令系統及引腳。它集Flash 程序存儲器即可在線編程（ISP）也可用傳統方法進行編程。
本系統勵磁電路由D/A 勵磁信號產生電路和勵磁信號功率放大電路兩部分組成。在低頻矩形波勵磁方式中，通常采用以下兩種勵磁電路：（1)首先對工頻50Hz 交流電進行變壓，然后通過方波整形產生50Hz 矩形波，最后通過八進制計數器分頻后得到所需要的勵磁頻率(如6.25Hz )的勵磁信號。之后再經過開關管進行功率放大后輸入到勵磁線圈，如圖3.1.1 所示；（2)采用脈寬調制的方法，由四個模擬開關組成橋式開關，傳感器勵磁線圈接在橋式開關的對角線間，兩組開關分別受勵磁控制脈沖控制， 交替地導通和截止，產生勵磁信號，之后接基本恒流源進行功率放大，如圖3.1.2 所示。功率放大勵磁線圈八進制計數器分頻方波整形變壓器工頻50Hz 交流電50 Hz 50 Hz 50 Hz 6.25 Hz 6.25 Hz 圖3.1.2 圖3.1 低頻矩形波勵磁信號產生、功率放大示意圖Fig.3.1 The production and power amplifying of low frequence rectangle shapped wave exciting signal
但是，在低頻梯形波勵磁方式中，由于梯形波存在斜邊部分，因此不能用方波整形或者橋式開關產生梯形波，而且對于梯形波的斜邊部分的功率放大也要求進行線性放大，而不能使用開關管完成， 因此本文采用了D/A 芯片產生勵磁信號，互補對稱式功率放大電路完成信號功率放大的方法。
在勵磁信號產生部分，這里選用了8 位串行D/A 轉換芯片DAC0832 產生勵磁信號。DAC0832 輸出量程為5V+5V，信號電壓5～15V, AT89S53 單片機的定時器進行分頻，可軟件編程修改勵磁頻率， 為電磁流量計選擇不同的勵磁頻率提供了更大的方便。勵磁波形產生電路如圖3.2。圖3.2 勵磁波形產生電路Fig.3.2 Generating circuit of excitation wave
在勵磁信號功率放大部分，采用運算放大器LF356 進行電壓放大與功率放大管2N3906, 2N3904 組成的互補對稱推挽電流放大相結合完成。功率放大后的勵磁信號輸出為正負12V，200mA。詳細電路圖如圖3.3 所示。圖3.3 勵磁信號放大電路Fig.3.3 Excitation signal amplifying circuit在ProtelDXP 上生成PCB 圖如圖3.4 圖3.4 波形產生電路PCB 圖Fig.3.4 PCB frame of wavegeneration circuit 實物圖見圖3.5： 圖3.5 波形產生電路實物圖Fig.3.5 Practicality of wavegeneration circuit
本系統所用電源電壓種類較多，包括+/18V、+/12V 和+/5V。為了使電路更為穩定，我們使用了三端穩壓元件LM2812、LM7912、LM7805、LM7905，基礎電源為+/18V，其余士12V、士5V 和公共地則通過三端穩壓芯片產生，如圖3.6 所示。圖3.6 電源系統電路圖--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：
