技術(shù)頻道

      水表實現(xiàn)方案

      一、功能簡述
      1.正反轉(zhuǎn)識別
      2.瞬時流量測量
      3.脈沖當(dāng)量設(shè)定
      4.液晶顯示累積流量、瞬時流量、當(dāng)前時間
      5.按鍵控制顯示,調(diào)節(jié)脈沖當(dāng)量,調(diào)節(jié)時間
      6.低電壓檢測、掉電保護(hù)
      7.數(shù)據(jù)存儲

      二、技術(shù)指標(biāo)
      滿足各類水表相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

      三、原理框圖

      水表包括流速采集、微控制器、電源管理、按鍵、數(shù)據(jù)存儲和液晶顯示幾部分組成

      四、效果圖

      五、實現(xiàn)方案
      1.流速采集
      MCU與LC9723定時(Δt時間段)通訊,既得Δt時間段內(nèi)的平均瞬時流量值Fi,即可得瞬時流速。根據(jù)各流量點的當(dāng)量ki(或叫做流量系數(shù))校正瞬時流量,可得到精確的瞬時流量kiFi。

      2.累積流量
      瞬時值的數(shù)字累加和即為累積流量,其計算公式為

      式中W為累積流量,ki為流量系數(shù),F(xiàn)i為瞬時流量。

      3.電源管理
      本設(shè)計采用低功耗設(shè)計,內(nèi)部設(shè)有電源電壓監(jiān)視和掉電保護(hù)電路,保證水表在掉電時能正確的將數(shù)據(jù)存入存儲器。

      4.液晶顯示
      由液晶通過按鍵循環(huán)顯示當(dāng)前的流速,當(dāng)前累積流量,當(dāng)前時間等數(shù)據(jù)

      5.數(shù)據(jù)存儲
      MCU把累積流量數(shù)存入數(shù)據(jù)存儲器,包括歷史月份累積流量,歷史幾天的累積流量

      6.按鍵
      按鍵采取五按鍵方式,只有一個按鍵露出表外,其余按鍵為嵌入式按鍵。按鍵的功能有,控制液晶顯示屏顯示不同的數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速當(dāng)量、調(diào)節(jié)RTC等。

      7.流量曲線校正

      基表的誤差曲線如上圖所示,圖中的粗線為誤差統(tǒng)計平均值,曲線的方程為y=y(x),為了精確表達(dá)曲線方程,我們采取多段線擬合的方法描述即y=kix+bi,由于描述一條直線只需要兩點即可,所以在程序中用分立的點來逼近誤差曲線。在不同的流速區(qū)間有不同的k值和b值。為了把水表的誤差校正到最小,把測得的實際值加上校正值得到校正后的值,即y=y測量+y校正=y測量+kix+bi。

      校正后的誤差如圖所示,可以看到,誤差僅與基表誤差曲線的分散性有關(guān),而且其量程比拓寬。


      8.正反轉(zhuǎn)識別
      葉片采用寬度不一的兩片金屬片相繼通過LC9723探頭,從而產(chǎn)生的脈沖信號的占空比不一來區(qū)別正反轉(zhuǎn)的。原理如下


      由此產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)脈沖信號如下


      正轉(zhuǎn)脈沖信號為


      在每一個脈沖的上升沿,LC9723會輸出一個脈沖寬度為20us的窄脈沖,當(dāng)葉輪正轉(zhuǎn)時窄脈沖的出現(xiàn)是等時間間隔的,當(dāng)反轉(zhuǎn)時,窄脈沖的出現(xiàn)是不等時間間隔的,因此正反轉(zhuǎn)的識別變得極其容易。

      另外,該水表還具有脈沖喚醒功能。

      六、程序流程


      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

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