天然氣的流量監(jiān)測畢業(yè)論文-預(yù)覽頁

　

【正文】 介質(zhì)的敏感元件。傳光介質(zhì)是光纖，所以用通信光纖甚至普通的多模光纖就能滿足要求。光通量調(diào)制不論在原理上還是結(jié)構(gòu)上都是比較簡單的，是目前光纖傳感器中應(yīng)用最多的一種調(diào)制。其中，直流電源和相應(yīng)的偏置電路用來為晶體三極管提供靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證晶體三極管工作在放大區(qū)。圖31（b）是最簡單的共發(fā)射極組態(tài)放大器的電路原理圖。1. 無輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作情況：在圖31(b)所示的基本放大電路中， 在接通直流電源UCC后，當(dāng)ui=0時(shí), 由于基極偏流電阻Rb的作用，晶體管基極就有正向偏流IB流過，由于晶體管的電流放大作用，那么集電極電流IC=βIB，集電極電流在集電極電阻Rc上形成的壓降為UC=ICRc。這些電壓和電流值都是在無信號(hào)輸入時(shí)的數(shù)值，所以叫靜態(tài)電壓和靜態(tài)電流。圖32 放大器的工作情況（a） 輸入特性曲線和ui的波形；（b）基極電流的波形；（c）集電極電流的波形；（d）Re上壓降的波形；（e）管壓降的波形同樣，iC也由兩部分組成：一個(gè)是固定不變的靜態(tài)集電極電流IC；一個(gè)是作正弦變化的交流集電極電流ic。把它單獨(dú)畫出，如圖32(e)所示。如果電容C2的容量足夠大，則對(duì)交流信號(hào)的容抗很小，忽略其上的壓降，則管壓降的交流成分就是負(fù)載上的輸出電壓，因此有uo=uce 把輸出電壓uo和輸入信號(hào)電壓ui進(jìn)行對(duì)比，我們可以得到如下結(jié)論：(1) 輸出電壓的波形和輸入信號(hào)電壓的波形相同， 只是輸出電壓幅度比輸入電壓大。因此三極管的輸出功率實(shí)際上是利用三極管的控制作用，直流電能轉(zhuǎn)化成交流電能的功率。Ui和Ii分別為放大器輸入信號(hào)電壓和電流的有效值，RL為負(fù)載電阻，Uo和Io分別為放大器輸出信號(hào)電壓和電流的有效值。 圖中Ui是將RL移去， Us或者Is在放大器輸出端產(chǎn)生的開路電壓。因此假如在放大器輸出端外加信號(hào)電壓U， 計(jì)算出由U產(chǎn)生的電流I，則ro=U/I, 如圖34（c）。有電壓增益、電流增益、功率增益等。負(fù)載能否得到這么大的功率，取決于負(fù)載是否與信號(hào)源內(nèi)阻匹配。即上式中， A(ω)是增益的幅值，φA(ω)是增益的相角， 都是頻率的函數(shù)。這種波形失真稱為放大器的頻率失真。圖36 脈沖形成電路原理 圖37 脈沖形成電路工作波形獲取矩形脈沖的途徑有很多，例如：1 利用各種形式的多諧振蕩電路直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖；2 對(duì)已有的信號(hào)進(jìn)行整形，即通過各種整形電路把已有的周期性變化波形變換為所要求的矩形脈沖?！　?555定時(shí)器有TTL集成定時(shí)器和CMOS集成定時(shí)器，其邏輯功能及外部引線排列完全一樣。　　 本文以CMOS集成定時(shí)器為例進(jìn)行介紹。比較器c1的基準(zhǔn)電壓為Vref1=(2／3)VDD，比較器C：的基準(zhǔn)電壓為VREF2=(1／3)Vnn。比較器c1的反相輸入端接基準(zhǔn)電壓Vref1，同相輸入端(6)也稱高觸發(fā)端，接輸入電壓，因此C1是同相比較器。它們是基本RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)?！　?2個(gè)非門組成的2級(jí)反相器，構(gòu)成輸出緩沖級(jí)，用于提高輸出電流的驅(qū)動(dòng)能力，一般可驅(qū)動(dòng)2個(gè)TTL，電路。當(dāng)高觸發(fā)端TH的電壓高于(2／3)VDD時(shí)，比較器C：輸出為高電平，使RS觸發(fā)器置0(即Q=0)，而Q=1使放電管T導(dǎo)通。時(shí)，比較器CC2的輸出均為O，放電管和輸出保持原態(tài)。各種門電路有著不同的功能，即針對(duì)不同的輸入數(shù)值給出輸出數(shù)值（比如或門要求兩個(gè)輸入值中有一個(gè)或以上為1時(shí)輸出1；與門在兩個(gè)輸入值都為1是輸出1，否則輸出0；非門只有一個(gè)輸入，而輸出與輸入反相），就像數(shù)學(xué)上簡單的方程式；不同種類的門就像不同的方程式；大量的各種門可以描述更為復(fù)雜的方程式。電子計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)是測量精度高、量程寬、功能多、操作簡單、測量速度快、直接顯示數(shù)字，而且易于實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用 。③計(jì)算計(jì)數(shù)器：具有計(jì)算功能的計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，可用程序控制進(jìn)行測量計(jì)算和顯示等全部工作過程。第四章 天然氣流量檢測器的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢測器整體設(shè)計(jì)方案 要求，防止易燃易爆； ≤／分； 方案流量光纖傳感器檢測電路顯示 原理 圖41方案原理圖1. 如圖41所示；車管內(nèi)安裝了渦輪，當(dāng)有天然氣通過時(shí)，渦輪旋轉(zhuǎn)，葉片也跟著旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于光的反射作用，光纖輸出端有脈沖信號(hào)入射三極管。所以流量L=60Af／K1M由時(shí)間t控制電子門，則計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)N為 N=ft則L=60AN／K1Mt=KN∝N K=60A／K1Mt； 器件選擇 光電耦合器 光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。該IC內(nèi)含六個(gè)獨(dú)立的反相器。振蕩器的工作是基于電平通過每個(gè)反相器時(shí)，需要一定的傳輸時(shí)間τ，即每個(gè)反相器均存在電平傳輸?shù)难舆t而形成的方波輸出?！?”電平從A的輸入到Ⅲ的輸出端需傳輸3τ的時(shí)間。從方波的形成過程可知，該方波的周期T=6τ。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 b. NE555引腳位功能配置說明下： 圖44 NE555各腳功能管腳圖Pin 1 (接地) 地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。 Pin 5 (控制) 這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。 Pin 7 (放電) 這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。 AT89C2051圖45 AT89C2051實(shí)物平面圖　　at89c2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大at89c2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合。允許工作的時(shí)鐘為0—24MHz。圖46 AT89C2051引腳圖第五章 試驗(yàn)結(jié)果參考文獻(xiàn)【1】趙家貴，新編傳感器電路設(shè)計(jì)手冊 中國計(jì)量出版社 2002【2】童一帆，單片機(jī)測控技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社，2007【3】姚駿，付敬奇，張承燕，光纖流量傳感器的進(jìn)展[J]. 傳感器技術(shù)，2002(3)【4】江志紅 51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) 清華大學(xué)出版社 2008【5】張紅潤 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué) 2006【6】姜德生. 我國光纖傳感器的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化[J]. 世界儀表與自動(dòng)化，2001（1）【7】楊恒新，黎新，鄭宏軍. 兩種典型的光纖傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2001（4）【8】毛良明，孟愛東，張德銀，[J]傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，1999,3(1)：1－5【9】周曉軍，[J]電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1994,(2):6265【10】川田裕郎，小宮勤一，[M]. 北京:計(jì)量出版社,1982,303一311【11】王化祥，（修訂版）[M]，天津：天津大學(xué)出版社，1999【12】陳杰，[M], 北京：高等教育出版社，2002【13】蔡武昌，應(yīng)啟戛，[M].化學(xué)工業(yè)出版社 ，2003(8)【14】:知識(shí)出版社,1985致謝通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我明白了很多東西。這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)光電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了初步的了解，并明白了畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次理論與實(shí)際相結(jié)合，用來鞏固我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)，提高我們的實(shí)際應(yīng)用能力的一個(gè)機(jī)會(huì)，并能全面的幫助我提高專業(yè)素質(zhì)以及動(dòng)手能力