專利名稱：微電腦開方積算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量物體流量的自動(dòng)化儀表。
開方積算器是用于測(cè)量物體流量的二次儀表，它可將一次儀表(傳感器)輸出的毫安級(jí)電流信號(hào)加以處理，以數(shù)字形式顯示出流量的瞬時(shí)大小和流量的累積值。目前國內(nèi)使用的DD2-II、DD2-III型開方積算器均為模擬電路，精度低，溫漂大，而且其采用的電磁式計(jì)數(shù)器為機(jī)械傳動(dòng)式計(jì)數(shù)，易損壞，使用壽命最長一年。較好的是ZLJ型流量積算器，它取消了電磁式計(jì)數(shù)器，延長了使用壽命，但由于仍是采用V/f轉(zhuǎn)換電路，還是存在溫漂大的問題，而且這種儀表在實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)功能時(shí)，需使用電池，一旦電池失效，又沒及時(shí)更換，就失去保護(hù)功能，使用起來不方便，此外該儀表使用前還需作校驗(yàn)調(diào)整工作，規(guī)程繁雜，不便于操作人員的現(xiàn)場(chǎng)使用。
本發(fā)明旨在克服上述弊病，提供一種使用壽命長，溫漂小，精度高，具有不需要內(nèi)外電源的掉電保護(hù)功能，并且使用前無需進(jìn)行人工校驗(yàn)調(diào)整的開方積算器。
本發(fā)明是由輸入電流電壓變換電路，輸出接口電路，顯示電路，掉電保護(hù)電路，電壓電流變換電路，電路組連部件及導(dǎo)線，電路板，裝置框架和殼體等組裝而成。其特征在于本儀表采用十六位微處理機(jī)來完成A/D轉(zhuǎn)換，開方、累積運(yùn)算、查表、控制等功能，在掉電保護(hù)電路里采用了非易失性存貯器NVRAM。具體工作過程及原理如下輸入電流電壓轉(zhuǎn)換電路由精密電阻R1組成，從傳感器輸入的毫安級(jí)電流經(jīng)過該電路轉(zhuǎn)換成電壓，通過PO·O端口輸入微機(jī)，CPU發(fā)出命令，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，采樣周期為100ms，濾波后的值即代表傳感器輸出的二進(jìn)制值，再通過查表查出其二進(jìn)制平方根，以十位A/D轉(zhuǎn)換的最大值為滿量程，將此根換算成百分比，然后將百分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)為三位BCD碼，輸入到由驅(qū)動(dòng)集成塊5和譯碼集成塊6組成的輸出接口電路，再通過由集成塊7組成的顯示電路顯示出流體流量的瞬時(shí)值。微機(jī)內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘，每100ms由CPU發(fā)出指令，將查表所得到值進(jìn)行累積運(yùn)算，然后通過輸出接口輸入顯示電路，顯示出流量的累積值。在完成這些功能的同時(shí)，微處理機(jī)還從端口PWM輸出脈沖調(diào)寬信號(hào)，輸入到電壓電流變換電路，該電路是由集成塊8、R2、C2組成的積分電路，集成塊9及晶體管BG1組成，脈沖調(diào)寬信號(hào)經(jīng)集成塊8和R2C2積分電路，變成1～5伏電壓，再經(jīng)集成塊9，晶體管BG1，轉(zhuǎn)換成0～10mA或4～20mA電流，供反饋控制等使用。掉電保護(hù)電路是由集成塊10和非易失性存貯器3組成，當(dāng)電壓低于180V時(shí)，集成電路10發(fā)出一高電平中斷信號(hào)，通過EXTIN端口輸入微電腦，再通過軟件程序把需要保存的數(shù)據(jù)存入NVRAM非易失性存貯器3，通電后，又通過軟件將存入的數(shù)據(jù)讀出送入計(jì)算機(jī)，從而完成斷電保護(hù)功能。鎖存器2和只讀存貯器4是與微機(jī)配套使用的。
本發(fā)明不僅取消了機(jī)械傳動(dòng)式電磁計(jì)數(shù)器，延長了儀表使用壽命，而且由于采用十六位微處理實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換、開方、累積、查表及控制等功能，所以克服了模擬電路的零漂問題，提高了儀表的工作速度和穩(wěn)定性，精度由原來的1％提高到0.5％，實(shí)際操作中不需要進(jìn)行復(fù)雜的校驗(yàn)調(diào)整工作。此外，由于采用非易失性存貯器實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，所以可以不用內(nèi)部電池和外部電源，提高了掉電保護(hù)的可靠性。


圖1本發(fā)明實(shí)施例DF-98微電腦開方積算器電路圖，其中1.十六位微處理機(jī)2.鎖存器3.非易失性存貯器4.只讀存貯器5.輸出接口驅(qū)動(dòng)集成塊6.輸出接口譯碼集成塊7.顯示電路集成塊8.9.電壓電流變換電路集成塊10.掉電保護(hù)電路集成塊實(shí)施例DF-98微電腦開方積算器說明輸入電流電壓轉(zhuǎn)換電路采用0.1級(jí)精密電阻500/250Ω兩檔，通過500Ω(或250Ω)電阻可將輸入的0～10mA(或4～20mA)電流轉(zhuǎn)換成0～5V(或1～5V)電壓輸入微電腦，本實(shí)施例采用了MCS-96系列中的8098十六位微處理機(jī)及與其配套使用的373鎖存器和2764只讀存貯器。該機(jī)運(yùn)算速度塊，精度高，機(jī)內(nèi)含有十位四路A/D轉(zhuǎn)換器，由CPU發(fā)出指令，將輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成二進(jìn)制數(shù)字量，(采樣周期為100ms)，再進(jìn)行數(shù)字濾波，并將此值查開方表得出二進(jìn)制平方根，以十位A/D轉(zhuǎn)換的最大值為滿量程，將此根換算成百分比，再轉(zhuǎn)為三位BCD碼，通過輸出接口輸入顯示電路，顯示出流量的瞬時(shí)值。輸出接口采用244作驅(qū)動(dòng)集成電路，137作譯碼集成電路，顯示電路采用9塊4511集成電路。8098微處理機(jī)內(nèi)設(shè)設(shè)有時(shí)鐘，每100ms由CPU發(fā)出指令，將上述查表得出的值進(jìn)行累積運(yùn)算，再通過輸出接口輸入顯示電路，顯示流量的累積值。微處理機(jī)還將脈沖調(diào)寬信號(hào)經(jīng)PWM端口輸入到電壓電流變換電路，該電路中的R2為1K，C2為0.1μ，集成塊8、9分別采用CD4049和LM358，BG，采用C2120，脈沖調(diào)寬信號(hào)經(jīng)R2、C2組成的積分電路變成1～5V電壓信號(hào)，再經(jīng)LM358和C2120變換成0～10mA或4～20mA電流供用戶選擇使用。本儀表的掉電保護(hù)電路采用了集成塊LM358和非易失性存貯器2210，當(dāng)電壓低于180V時(shí)，LM358向微機(jī)發(fā)出一高電平中斷信號(hào)，CPU發(fā)出指令，將需要保存的值存入非易失性存貯器2210，斷電后，該存貯器可在不需任何內(nèi)外電源的情況下長期保存這些數(shù)據(jù)，通電后，微機(jī)又可將這些數(shù)據(jù)讀出送入計(jì)算機(jī)，本儀表精度可達(dá)0.5％。
權(quán)利要求1.一種測(cè)量物體流量的自動(dòng)化儀表，它由輸入電源電壓轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、顯示電路、掉電保護(hù)電路、電壓電流變換電路、電路組聯(lián)部件及導(dǎo)線、電路板、裝置框架和殼體等組裝而成，其特征在于本儀表采用十六位微處理機(jī)來完成A/D轉(zhuǎn)換、開方、累積運(yùn)算、查表等功能，在掉電保護(hù)電路里采用了非易失性存貯器NVRAM。
專利摘要一種測(cè)量物體流量的自動(dòng)化儀表，它采用十六位微處理機(jī)作為儀表的核心部件，掉電保護(hù)部分使用了非易失性存貯器NVRAM，從而克服了以往模擬電路儀表的零漂問題，提高了儀表的工作精度和速度，實(shí)際操作中不需要進(jìn)行校驗(yàn)調(diào)整工作，掉電保護(hù)電路不用內(nèi)部電池或外部電源，使用方便，并提高了掉電保護(hù)的可靠性。
文檔編號(hào)G06F7/48GK2044360SQ89200600
公開日1989年9月13日 申請(qǐng)日期1989年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月13日
發(fā)明者鄒而樣 申請(qǐng)人:太原市東方儀表廠