多功能便携式流量计在线检定装置研发

摘要

随着电子科学技术日新月异的发展，运用单片机等控制芯片在流量检测方面的要求也越来越高。准确的流量检测仪器能够为企业提供良好的检测手段，因此流量仪器产品的准确程度是各个生产厂家最看重的参数之一。而目前应用于工业企业中的流量计由于安装环境或者工艺流程等原因，部分难于拆卸或不允许断流检定，送到标定装置中进行复核较难实现。这样必须采用在线的方式对流量计性能进行检测，因此，开发能在现场使用条件下，对流量计进行在线校准、评定流量计在实际使用情况下示值误差的仪器，对提高流量计现场使用精度，实现流量精确计量具有重要意义和价值。因此，本文在江苏省常州市计量测试技术研究所开发的全天候全自动水表在线检定（校准）装置的基础上，进行了二次开发，形成了能够兼容各类二次流量仪表，实现多种流量计的流量测量，并可通过连接超声波等标准表进行在线检定的便携式仪器。 本文详细介绍了流量计的种类及应用，并对常用的流量计类型及其输出形式进行了分析，结合在线检定的相关规程，对该便携式流量计在线检定装置进行了总体设计，制定了设计方案，总体论述了其需要实现的功能，及其包括的相关组件。在兼顾芯片元器件的精度和功耗及整体的合理性基础上，基于stm32单片机进行硬件开发，设计了可实现数据交换、采集控制等功能的中央控制电路，考虑到多电源适用方案，设计了多电压电源电路及可采集脉冲信号与电流信号的采集电路，可实现Modbus、HART通讯电路及显示屏电路以及 SD卡接口存储电路等。对驱动软件进行设计和编写，软件的设计采用FreeRTOS系统的软件设计方案，并基于该操作系统的原理按功能进行模块化分解，最后对便携式流量计在线检定装置进行了现场测试验证。结果表明该检定装置精度较高，相关采集可达到0.5级精度，适用于在线流量计的检定，满足用户的检定需求。

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