电磁流量计梯形波发生电路设计
电磁流量计梯形波发生电路设计
为了降低成本，本测量系统采用Atmel 公司AT89S53 单片机作为MCU,与晶振输入模块、复位电路、LED 或LCD 显示模块和键盘模块共同构成单片机系统。AT89S53 单片机是51 系列单片机的一种，51 系列单片机是现在市场上应用泛的一种单片机，虽然现在DSP 的出现对51 单片机形成了冲击之势，但51 单片机在逻辑控制上的优势和优良的性价比将继续在各个领域发挥其作用。AT89S53 单片机结构特点如下：
1) 8 位CPU；
2)片内振荡器及时钟电路；
3) 32 根1/O 线.4)外部存储器寻址范围ROM, RAM 各64K；
5) 3 个16 位的定时器/计数器；
6) 5 个中断源，2 个中断优先级；
7)全双工串行口；
8)布尔处理器。AT89C53 单片机除了51 单片机共有的特点之外，它还具有第三个定时器/计数器， 采用flash 存储器，具有休眠功能，12K 存储空间。在本系统中，89S53 用以实现数据采样、数据处理、提供励磁信号、参考信号、响应中断、显示等功能。AT89S53 高密度、非易失性技术生产，兼容标准8051 指令系统及引脚。它集Flash 程序存储器即可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程。
本系统励磁电路由D/A 励磁信号产生电路和励磁信号功率放大电路两部分组成。在低频矩形波励磁方式中，通常采用以下两种励磁电路：（1)首先对工频50Hz 交流电进行变压，然后通过方波整形产生50Hz 矩形波，最后通过八进制计数器分频后得到所需要的励磁频率(如6.25Hz )的励磁信号。之后再经过开关管进行功率放大后输入到励磁线圈，如图3.1.1 所示；（2)采用脉宽调制的方法，由四个模拟开关组成桥式开关，传感器励磁线圈接在桥式开关的对角线间，两组开关分别受励磁控制脉冲控制， 交替地导通和截止，产生励磁信号，之后接基本恒流源进行功率放大，如图3.1.2 所示。功率放大励磁线圈八进制计数器分频方波整形变压器工频50Hz 交流电50 Hz 50 Hz 50 Hz 6.25 Hz 6.25 Hz 图3.1.2 图3.1 低频矩形波励磁信号产生、功率放大示意图Fig.3.1 The production and power amplifying of low frequence rectangle shapped wave exciting signal
但是，在低频梯形波励磁方式中，由于梯形波存在斜边部分，因此不能用方波整形或者桥式开关产生梯形波，而且对于梯形波的斜边部分的功率放大也要求进行线性放大，而不能使用开关管完成， 因此本文采用了D/A 芯片产生励磁信号，互补对称式功率放大电路完成信号功率放大的方法。
在励磁信号产生部分，这里选用了8 位串行D/A 转换芯片DAC0832 产生励磁信号。DAC0832 输出量程为5V+5V，信号电压5～15V, AT89S53 单片机的定时器进行分频，可软件编程修改励磁频率， 为电磁流量计选择不同的励磁频率提供了更大的方便。励磁波形产生电路如图3.2。图3.2 励磁波形产生电路Fig.3.2 Generating circuit of excitation wave
在励磁信号功率放大部分，采用运算放大器LF356 进行电压放大与功率放大管2N3906, 2N3904 组成的互补对称推挽电流放大相结合完成。功率放大后的励磁信号输出为正负12V，200mA。详细电路图如图3.3 所示。图3.3 励磁信号放大电路Fig.3.3 Excitation signal amplifying circuit在ProtelDXP 上生成PCB 图如图3.4 图3.4 波形产生电路PCB 图Fig.3.4 PCB frame of wavegeneration circuit 实物图见图3.5： 图3.5 波形产生电路实物图Fig.3.5 Practicality of wavegeneration circuit
本系统所用电源电压种类较多，包括+/18V、+/12V 和+/5V。为了使电路更为稳定，我们使用了三端稳压元件LM2812、LM7912、LM7805、LM7905，基础电源为+/18V，其余士12V、士5V 和公共地则通过三端稳压芯片产生，如图3.6 所示。图3.6 电源系统电路图--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
