天然氣的流量監(jiān)測畢業(yè)論文-wenkub.com

　 　

【正文】 還要感謝我的同學(xué)和朋友謝謝他們的幫助，以及參考文獻(xiàn)的作者們在此表示衷心的感謝。在這次畢業(yè)設(shè)計中，得到了充分的應(yīng)用，并且使我了解了平時沒有機(jī)會接觸到的許多儀器設(shè)備的工作原理以及使用方法，發(fā)現(xiàn)了自己有很多不足之處。AT89C2051共有20個引腳，它只繼承了8031最重要的引腳，體積小巧。AT89C2051主要特點(diǎn)是采用Flash存儲器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS51完全兼容。供應(yīng)電壓的范圍是+(最小值)至+16伏特(最大值)。 Pin 6 (重置鎖定) Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。 Pin 4 (重置) 一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 　　，可直接推動多種自動控制的負(fù)載?！　E555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當(dāng)普遍的計時IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。該“1”電平又到A點(diǎn)，再經(jīng)3τ又到Ⅲ的輸出端使輸出又從“1”電平轉(zhuǎn)到“0”電平。根據(jù)反相器求反邏輯，反相器Ⅰ的輸出為“1”電平，從Ⅰ的輸入到Ⅰ的輸出電平的傳輸延時為τ。用它還可構(gòu)成振蕩器、脈沖整形和小信號的電壓放大等。 在這里 我們主要應(yīng)用槽型光耦。在計算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機(jī)工作的可靠性。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。3. 如圖42所示，不規(guī)則的脈沖信號入射三極管，經(jīng)過放大電路將脈沖信號放大，再經(jīng)過整形電路將不規(guī)則的脈沖信號轉(zhuǎn)換為矩形 Ubb f N Rl L／S放大電路整形電路電子門電路計數(shù)器顯示圖42 方案細(xì)節(jié)展示圖矩形脈沖信號。它的測頻上限已進(jìn)入毫米波段，有手動、半自動 、全自動3類。①通用計數(shù)器：可測頻率、周期、多周期平均、時間間隔、頻率比和累計等。電子計數(shù)器是其他數(shù)字化儀器的基礎(chǔ)。它有一個或多個輸入端和一個輸出端，輸入和輸出為低電平和高電平?！　?當(dāng)TH端電壓低于(2／3)VD?！　?(2)工作原理　　 定時器的工作狀態(tài)取決于比較器CC2，比較器的輸出控制著RS觸發(fā)器和放電管T的狀態(tài)。只是外部直接復(fù)位端，因只信號直接作用于輸出端，所以當(dāng)月二0時，無論TH、TR為何值，RS觸發(fā)器的Q端及定時器的輸出端均為0，放電管T導(dǎo)通。在高觸發(fā)端(6)和低觸發(fā)端(2)的輸入電壓作用下，電壓比較器CC2的輸出電壓的數(shù)字，不是接近+yD。 圖38 CC7555 定時器原理圖 圖39 CC75555定時器管腳圖由于此定時器的輸人端是由3個5 kn的電阻分壓組成，故名555定時器。電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本Rs觸發(fā)器、MOS管開關(guān)和輸出緩沖級等幾個基本單元組成。CC7555定時器電路具有靜態(tài)電流較小(80UA左右)，輸入阻抗極高(輸入電流僅為0．1UA左右)，電源電壓范圍較寬(在3—18V內(nèi)均正常工作)等特點(diǎn)。這里重點(diǎn)使用集成555定時器555定時器是一種用途極為廣泛的單片集成電路，只要外接少量電阻、電容等元件就可以構(gòu)成各種不同用途的脈沖電路。 整形電路 整形電路原理整形電路是有低通濾波器和整形器組成，其原理：如圖35所示 它將輸入正弦波的同步信號進(jìn)行低通濾波排除高頻干擾后轉(zhuǎn)換為方波信號。 相角隨ω變化的特性稱為放大器的相頻特性，其相應(yīng)的曲線稱為相頻特性曲線。3. 頻率失真因放大電路一般含有電抗元件，所以對于不同頻率的輸入信號, 放大器具有不同的放大能力。 即圖34 放大器的輸入電阻和輸出電阻因?yàn)?,又 ,所以 。如在放大器內(nèi)部有電抗元件， ro，ri應(yīng)為復(fù)數(shù)值。 ro是等效電流源或電壓源的內(nèi)阻，也就是放大器的輸出電阻。1. 輸入、 輸出電阻圖33小信號放大器的組成框圖對于輸入信號源， 可把放大器當(dāng)作它的負(fù)載，用ri表示， 稱為放大器的輸入電阻。 各種小信號放大器都可以用圖33所示的組成框圖表示，圖中Us代表輸入信號電壓源的等效電動勢，Rs代表內(nèi)阻。通過以上分析可知, 放大電路工作原理實(shí)質(zhì)是用微弱的信號電壓ui通過三極管的控制作用去控制三極管集電極電流iC，iC在RL上形成壓降作為輸出電壓。如果負(fù)載電阻RL通過耦合電容C2接到晶體管的集電極發(fā)射極之間，則由于電容C2的隔直作用，負(fù)載電阻RL上就不會出現(xiàn)直流電壓。因?yàn)閡Rc=iCRc ， 所以它要隨iC變化，如圖32（d）所示。基極電流iB由兩部分組成, 一個是固定不變的靜態(tài)基極電流IB；一個是作正弦變化的交流基極電流ib。當(dāng)ui=0時，放大電路處于靜態(tài)或叫處于直流工作狀態(tài)， 這時的基極電流IB、集電極電流IC和集電極發(fā)射極電壓UCE用IB 、 ICQ、UCEQ表示。1. 晶體管V 2. 直流電源UCC 3. 基極偏流電阻Rb4. 集電極電阻Rc 5. 耦合電容C C2圖31 放大電路基本組成與共發(fā)射極基本放大電路 （a）放大電路基本組成框圖；（b）電路原理圖在圖31(b)所示基本放放大電路中，我們只要適當(dāng)選取R b、Rc和UCC的值，三極管就能夠工作在放大區(qū)。輸入信號源一般是將非電量變?yōu)殡娏康膿Q能器， 如各種傳感器，將聲音變換為電信號的話筒，將圖像變換為電信號的攝像管等。微彎損耗——當(dāng)光纖發(fā)生彎曲到一定程度使光線入射角小于臨界角時，射到纖芯與包層界面上的光有一部分將穿過界面射進(jìn)包層造成傳輸損耗。基于這樣的原理在光纖流量計的應(yīng)用如光柵光纖流量計。光纖在傳感器中僅起傳光作用。基于這樣的原理做成的光纖流量計有光纖渦輪流量計、光纖渦街流量計等。前者多數(shù)使用單模光纖，后者常使用多模光纖。如果要使光完全的約束在纖芯內(nèi)傳導(dǎo)，則應(yīng)該使光線在纖芯－包層的光學(xué)界面上的入射角β大于等于臨界角β0，即： （1－1）相對于臨界角α0，反映的是光纖聚光能力的大小，被稱為孔徑角。兩者的斷面結(jié)構(gòu)有明顯的不同。光纖按其傳輸模式分為單模光纖和多模光纖。包層即包裹纖芯的外圍部分，和纖芯具有不同的折射率（包層的折射率小于纖芯的折射率），纖芯和包層之間擁有良好的光學(xué)界面。 光源發(fā)射的光通過光學(xué)器件耦合到傳導(dǎo)光纖中，經(jīng)過傳導(dǎo)光纖進(jìn)入調(diào)制區(qū)，外界的被測參數(shù)作用在經(jīng)過調(diào)制區(qū)的光信號，并使其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，例如使光的強(qiáng)度、頻率、偏振態(tài)、波長等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過傳導(dǎo)光纖送入光電探測器，并從中獲得需要的被測參數(shù)的電信號。第二章 光纖傳感器光導(dǎo)纖維是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新興的光電子材料，光纖的最初研究是為了通信，它用于傳感器始于1977年。 渦街流量計應(yīng)用于質(zhì)量流量的測量渦街流量計現(xiàn)在大多用于體積流量的測量。 渦街流量計應(yīng)用范圍的擴(kuò)展渦街流量計的應(yīng)用由于雷諾數(shù)的限制，在高粘度、低流速和小口徑情況下難以正確測量，量程受限。 主要利用一體化智能儀表實(shí)現(xiàn)了變送器與流量計算機(jī)的一體化。+工控機(jī)+工控機(jī).1單變量變送器+流量計算機(jī)(或工控機(jī)) 就是利用單變量模擬變送器分別檢測溫度、壓力、差壓，并將檢測到的電信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4－20MA模擬信號送人流量計算機(jī)(或工控機(jī))的數(shù)據(jù)采集卡，通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在流量計算機(jī)(或工控機(jī))上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量以及實(shí)現(xiàn)其他輔助功能。對渦街信號的分析和處理大多是建立在二次儀表基礎(chǔ)上，真正投人實(shí)際應(yīng)用還需要深人分析流體振動源特性，建立一種通用信號模板，解決干擾情況下渦街信號和噪聲信號的分離，以準(zhǔn)確得到渦街頻率 天然氣流量監(jiān)測儀器的研究難點(diǎn)和發(fā)展趨勢 所謂自動計量，就是利用變送器實(shí)時檢測天然氣流量計