专利名称：一种基于rs485流量计装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种用于计量各种输水渠道流通水量的测量装置，尤其是一种基于RS485流量计。
背景技术：
流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对了保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用。现有技术中，目前普遍使用的量水仪，要么功能单一或功能较少，在实际应用时还需要额外的辅助设备；要么功能较全，但体积较大，不方便携带，功耗也较大，供电设备还要额外配置。目前国际上各种流量计表有上百个品种，但尚无一种可解决各种介质及物性、各种工况与流态的测量问题，只局限于某一类物质。除此之外，目前许多流量计的实时性与测量精度难以满足测量要求，而且高精度的流量计的成本比较昂贵。
实用新型内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种基于RS485流量计装置，实现液体流量的循时检测以及流量的显示，充分利用了 AT89C52具有高性价比的特点，在不增加硬件资源的前提下，尽量做到硬件“软化”，提高了仪器的测量精度。
本实用新型包括流量采集与处理�？�、模数转换信号输入�？�、MCU微处理器、数模转换信号输出模块、按键显示�？楹蚏S485通讯接口模块。所述模数转换信号输入�？榱佑谒幻籽？橛隡CU微处理器之间,所述MCU微处理器分别与数模转换信号输出�？�、按键显示�？楹蚏S485通讯接口模块连接，所述流量采集与处理�？橛纱衅鹘辛髁啃藕诺奶崛�。通过传感器采集流量信号然后经过信号的调理、A/D转换送入单片机进行控制。模数转换信号输入�？檠∮玫腁/D转换芯片是MCP3221，它要求的电平输入为+5V，MCP3221采用单电源工作，电压范围为2.7V到5.5V，片内具有采样保持电路和自定时转换功能，MCP3221芯片的VDD脚提供+2.7V到5.5V的电源，为装置提供工作电源同时为转换过程提供参考电压，VSS脚为地(电源参考地)。AIN脚模拟信号输入端，是SAR转换器的采样保持电路的输入引脚，SDA脚串行数据输入/输出端，SCL脚串行时钟信号输入端。信号调理电路中电阻R3将传感器送来的微弱的电流信号转换为电压信号，然后经过稳压管D3将电压幅度限制在5V以下。二极管D2可以削去负半周的电压。最后此电压信号通过射极跟随器成为满足A/D转换电平的电压信号。模数转换信号输入�？檠∮玫腁/D转换芯片是MCP3221，它要求的电平输入为+5V, MCP3221采用单电源工作，电压范围为2.7V到5.5V，片内具有采样保持电路和自定时转换功能，MCP3221芯片的VDD脚提供+2. 7V到5. 5V的电源，为装置提供工作电源同时为转换过程提供参考电压，VSS脚为地(电源参考地)。AIN脚模拟信号输入端，是SAR转换器的采样保持电路的输入引脚，SDA脚串行数据输入/输出端，SCL脚串行时钟信号输入端。MCU微处理器�？榘ˋT89C52芯片与X5045构成的系统，X5045与AT89C52的Pl 口相连，其中Pl. 0与片选信号/CS相连，Pl.1与串行输出SO相连，Pl. 2与串行时钟输A SCK相连，Pl. 3与串行输入SI相连，数据的传送与存储由软件来控制。数模转换信号输出模块采用光电偶合器件构成隔离电路，数模转换电路采用AD421芯片，AD421与单片机连接采用三线串行接口，单片机通过三线串行接口向AD421传送数据，AD421通过OUT+端口输出4 20mA的电流信号。按键显示�？椴捎枚懒⑹桨醇允镜缏凡捎�12位动态显示，其LED芯片采用LG5641BH。RS485通讯接口�？椴捎肦S485标准串行接口，RS-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，RS485与单片机连接，单片机RXD、TXD引脚经过驱动芯片MAX1483与RS485总线相连实现计算机通信。反向器可以保证在上电后接收的同时可以发送。对比现有技术，本实用新型有益效果如下1、实现流量的循时检测以及瞬时流量与累积流量的显示并且完成数据的RS485通信，同时用户还可以通过键盘实现某些参数的控制。2、所选用的芯片如MCP3221以及AD421均是高性能、低价格的芯片，可以在低成本的条件下完成复杂系统的功能。3、可以实现各种液体流量的测量，在一定程度上弥补了某些流量测量仪器只局限于某一类物质的空缺，有一定的现实意义。
图1为本实用新型系统结构框图。图2为本实用新型系统信号调理电路。图3为本实用新型系统MCP3221与单片机接口电路。图4为本实用新型系统X5045与单片机接口电路。图5为本实用新型系统光电隔离电路。图6为本实用新型系统AD421与单片机接口电路。图7为本实用新型系统RS485标准总线与单片机接口电路。
具体实施方式
实施例如图1-7所示，本实用新型为一种基于RS485流量计装置，包括流量采集与处理�？镮与模数转换信号输入�？�2相连、MCU微处理器3分别与模数转换信号输入�？�2、数模转换信号输出�？�4、按键显示�？�5和RS485通讯接口�？�6相连。其中流量采集与信号处理�？镮包括信号的提取与信号的调节，为本实用新型实现的前提。本实用新型流量采集与处理模块采用液位传感器将采集到的流量信号转换为电流信号即4 20mA电流信号，此时电流信号与液体的高度相关，然后将微弱电流信号转换成电压信号在进行放大，以满足A/D转换器的电平要求。信号调理电路中电阻R3将传感器送来的微弱的电流信号转换为电压信号，然后经过稳压管D3将电压幅度限制在5V以下。二极管D2可以削去负半周的电压。最后此电压信号通过射极跟随器成为满足A/D转换电平的电压信号。最后此电压信号通过射极跟随器成为满足A/D转换电平的电压信号。A/D转换芯片采用是MCP3221 ;数据输出代码是由MCP3221产生的，它是输入信号与电源所提供的电压VDD的函数。LSB的理论值如公式I所示:
权利要求1.一种基于RS485流量计装置，包括流量采集与处理模块、模数转换信号输入模块、MCU微处理器、数模转换信号输出模块、按键显示�？楹蚏S485通讯接口模块，其特征在于:所述模数转换信号输入�？榱佑谒幻籽？橛隡CU微处理器之间,所述MCU微处理器分别与数模转换信号输出�？椤醇允灸？楹蚏S485通讯接口�？榱樱隽髁坎杉氪砟？橛纱衅鹘辛髁啃藕诺奶崛�。
2.根据权利要求1所述的基于RS485流量计装置，其特征在于:所述MCU微处理器包括 AT89C52 芯片与 X5045。
3.根据权利要求1所述的基于RS485流量计装置，其特征在于:模数转换信号输入�？檠∮玫腁/D转换芯片是MCP3221。
4.根据权利要求 1所述的基于RS485流量计装置，其特征在于:RS485通讯接口�？椴捎肦S485标准串行接口。
专利摘要本实用新型涉及一种基于RS485流量计装置，包括流量采集与信号处理�？�、模数转换信号输入模块、MCU微处理器、数模转换信号输出�？�、按键显示�？楹蚏S485通讯接口�？椋Ｊ恍藕攀淙肽？榱佑诹髁坎杉胄藕糯砟？橛隡CU微处理器之间，MCU微处理器分别与数模转换信号输出�？�、按键显示�？楹蚏S485通讯接口模块连接，流量采集与信号处理�？椋纱衅鞑杉髁啃藕牛Ｊ皇淙肽？榘ˋ/D转换电路与信号调节电路，用于将采集到的流量信号转换为电流信号和电电流信号的调节。本实用新型具有性价比高且能实现各种液体流量测量的优点。
文档编号G01F1/64GK202915964SQ201220655510
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者王冠凌, 凌海波, 王俊杰, 龚海军, 严海玉, 夏雨, 李宏伟, 张方叶 申请人:安徽工程大学
专业数控铣床产品供应商
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