连续物位射频监测仪设计与实现

摘要

本课题通过对目前物位监测领域不同应用环境的充分调研，了解到实际生产中的需要，并分析已有的物位监测仪遇到的问题，查阅大量相关文献，设计一种用于小颗粒及粉状物料大量程连续物位监测仪表。
　　 连续物位射频监测仪采用双传感器探测极分别采集信号的设计，将连续测量简化为定点测量，提高了系统的稳定性与精确度;采用集成运算放大器TLV2624为核心元件构成的振荡、放大电路。传感器探测极由不锈钢和全氟烷氧基树脂PFA高耐腐蚀氟塑材料组成，与电子线路相结合，在测量过程中对电路产生的温漂加以补偿，保证仪表在实际应用中跟踪测量的适用性和可靠性。主控部分主要为系统测量提供精确的定时器，采集信号的分析处理，数据显示，输出控制，修改阈值和数据存储。以单片机C8051F020为主控部分，配合数字逻辑控制电路从硬件上保证步进电机的驱动信号正确的输出。系统中还包括ZLG7289的显示驱动控制，参数掉电保护，RS485接口等构成的主控部分外围线路。
　　 连续物位射频监测仪经过多次试机，实现了电流4-20mA输出，性能稳定、测量准确，已达到设计要求，可进行现场应用。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 物位监测仪的现状与发展

1．2 课题的研究意义

1．3 课题研究的主要内容

1．4 本章小结

第2章 监测仪主体结构及硬件系统设计

2．1 射频导纳技术

2．1．1 普通电容式物位监测原理

2．1．2 射频导纳式物位监测原理

2．1．3 射频导纳探头防挂料设计

2．2 连续物位射频监测仪主体结构

2．2．1 主控板

2．2．2 步进电机

2．2．3 步进电机相关设备

2．2．4 机械结构和原点控制开关

2．3 探头

2．4 仪表探头电磁兼容设计与瞬态电压抑制器

2．5 系统核心芯片C8051F020

2．6 数据显示及驱动

2．7 掉电保护电路

2．8 抗干扰设计

2．9 本章小结

第3章 软件系统设计

3．1 系统主程序设计

3．2 采样程序设计

3．3 通讯接口子程序设计

3．4 数字滤波子程序设计

3．5 温度补偿算法

3．6 本章小结

第4章 系统调试

4．1 硬件调试

4．2 软件调试

4．3 整机运行调试

4．4 整机性能测试

4．4．1 反应时间测试

4．4．2 输出电流测试

4．4．3 仪表精度测试

4．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

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