一種高精度低成本電磁水表檢測電路制造技術

一種高精度低成本電磁水表檢測電路由流量信號調理電路、信號放大及AD轉換集成電路、空管檢測電路及微處理器主控電路組成。流量信號調理電路采集測量管中流動液體切割恒定磁場產生的感應電動勢，對信號進行濾波處理；信號放大及AD轉換集成電路，對處理過的流量信號進行放大并轉換為數(shù)字信號；空管檢測電路接收微處理器主控電路發(fā)送的空管檢測信號，將其信號施加到電極上，并反饋回微處理器主控電路。采用本實用新型專利技術的電路元器件數(shù)量少，電路集成度高，成本低，測量性能精度高穩(wěn)定可靠。測量性能精度高穩(wěn)定可靠。測量性能精度高穩(wěn)定可靠。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種高精度低成本電磁水表檢測電路


[0001]本技術涉及流量測量領域，特別的公開了一種高精度低成本電磁水表檢測電路。

技術介紹

[0002]電磁水表是根據法拉第電磁感應原理工作的，測量管中流動的液體切割由恒定磁場產生的磁感線時，會在信號電極上產生感應電動勢，由于感應電動勢E與恒定磁場的磁感應強度B、介質的平均流速v成正比，因此根據測定感應電動勢的強弱來確定被測介質的流速，再根據管道橫截面積計算出體積流量。電磁水表的測量需要管道中充滿液體。在實際測量中，很難保證管道始終充滿液體，因此實時檢測空管狀態(tài)，并給出空管報警信息對電磁水表的信號處理來說也是必須的。
[0003]電磁水表因其測量精度高，無機械部件，反應速度快，動態(tài)特性好的特點使得其在流量測量領域受到歡迎。但目前的電磁水表整體成本偏高，影響電磁水表進一步的市場推廣。電磁水表流量測量電路的常用做法是，中心電極接0V地電平，信號電極采集的信號先經過濾波，再經過儀表放大器、運算放大器等電路，最后輸入到模數(shù)轉換芯片，將其轉換為數(shù)字信號。這種常用電路略顯復雜、成本較高，為此我司研發(fā)出一種高精度低成本電磁水表檢測電路。

技術實現(xiàn)思路

[0004]本技術的目的是提供一種高精度低成本電磁水表檢測電路。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本技術的技術方案如下所述：
[0006]一種高精度低成本電磁水表檢測電路，由流量信號調理電路、信號放大及AD轉換集成電路、空管檢測電路及微處理器主控電路組成，其特征是：流量信號調理電路通過信號電極采集測量管中流動液體切割恒定磁場產生的感應電動勢，對信號進行濾波處理；信號放大及AD轉換集成電路，對處理過的流量信號進行放大并轉換為數(shù)字信號；空管檢測電路接收微處理器主控電路發(fā)送的空管檢測信號，將其信號施加到電極上，并反饋回微處理器主控電路；微處理器主控電路，對反饋回的空管檢測信號進行AD檢測，從而判斷測量管中是否空管，對轉換為數(shù)字信號的流量信號進行進一步處理為測量管中流動液體的流速值和流量值。
[0007] 1、流量信號調理電路
[0008]流量信號調理電路中電極接口J4有三個電極，其中電極接口J4的1腳、5腳為兩個信號電極，3腳為中心電極；電極接口J4的3腳中心電極接VREF非0V電平，VREF為電壓基準芯片U24產生的基準電壓經電容C214濾波得到的電壓信號；電極接口J4的1腳、5腳兩個信號電極產生兩路信號，電極接口J4的1腳經電容C216和電極接口J4的5腳經過電阻R27相連作為一路信號，電極接口的5腳作為另一路信號；兩路信號經過電阻R25、電阻R26、電容C24、電容C25、電容C26組成的兩路低通濾波器直接進入AD轉換芯片U21的差分輸入引腳。
[0009]2、信號放大及AD轉換集成電路
[0010]信號放大及AD轉換集成電路中U21是內置可編程增益放大器（PGA）的超低噪聲、 24位Σ
?
Δ型模擬數(shù)字轉換芯片，信號經過差分輸入引腳進入AD轉換芯片U21后，經過其內部的增益放大器對輸入的信號進行放大，再進行AD轉換，將模擬信號轉換為數(shù)字信號后，通過通訊接口與微處理器U20相連。
[0011]3、空管檢測電路及微處理器主控電路
[0012]空管檢測電路中EPD_SOUR為微處理器U20的IO口發(fā)出的空管檢測信號，其經電阻R28、電容C219、電阻R29、電容C221施加到信號電極J4的5腳上，經電阻R210、電容C220、電阻R211得到的EPD_SIGN信號與微處理器U20內置ADC口相連。微處理器主控電路，對反饋回的空管檢測信號進行AD檢測，從而判斷測量管中是否空管；對轉換為數(shù)字信號的流量信號進行進一步處理為測量管中流動液體的流速值和流量值。
[0013]本技術的有益效果：
[0014]（1）本技術一種高精度低成本電磁水表檢測電路中流量測量電路使用AD轉換芯片內部集成的可編程增益放大器，并且中心電極采用非0V電平設計，可省去單獨的儀表放大器芯片、負電源芯片、多個運算放大器芯片等及其相關電路。減少元器件數(shù)量，提高系統(tǒng)集成度，不僅可以減小電路板尺寸，使電磁水表更加小型化，降低成本，同時器件越少引入的器件噪聲也越小，流量性能精度更高更穩(wěn)定。
[0015]（2）本技術一種高精度低成本電磁水表檢測電路中空管檢測電路使用電阻電容網絡施加和反饋空管檢測信號，可省去模擬開關芯片、運放芯片等電路，降低系統(tǒng)的復雜程度，使對空管信號的測量更加簡單精準。
[0016]附圖說明
[0017]附圖1為本技術一種高精度低成本電磁水表檢測電路圖。
具體實施方式
[0018]下面結合具體實施方式對本技術的技術方案作進一步詳細的描述,本技術的保護范圍將不僅局限于下列內容的表述。
[0019]如圖1, 一種高精度低成本電磁水表檢測電路由流量信號調理電路、信號放大及AD轉換集成電路、空管檢測電路及微處理器主控電路組成。其特征是：流量信號調理電路通過信號電極采集測量管中流動液體切割恒定磁場產生的感應電動勢，對信號進行濾波處理；信號放大及AD轉換集成電路，對處理過的流量信號進行放大并轉換為數(shù)字信號；空管檢測電路接收微處理器主控電路發(fā)送的空管檢測信號，將其信號施加到電極上，并反饋回微處理器主控電路。微處理器主控電路，對轉換為數(shù)字信號的流量信號進行進一步處理為測量管中流動液體的流速值和流量值；對反饋回的空管檢測信號進行AD檢測，從而判斷測量管中是否空管。
[0020]1、流量信號調理電路
[0021]流量信號調理電路中電極接口J4有三個電極，其中電極接口J4的1腳、5腳為兩個信號電極，3腳為中心電極；電極接口J4的3腳中心電極接非0V電平VREF，VREF為電壓基準芯片U24第2腳產生的基準電壓經電容C214濾波得到的電壓信號；電極接口J4的1腳接電容C216，電容C216的另一端與電阻R27相連，電阻R27的另一端與電極接口J4的5腳相連。電阻
R26一端與電容C216、電阻R27的公共端相連，另一端與AD轉換芯片U21的第18腳相連；電阻R25一端與電容電極接口J4的5腳相連，另一端與AD轉換芯片U21的第17腳相連；AD轉換芯片U21的第18腳同時對地接電容C26，AD轉換芯片U21的第17腳同時對地接電容C25；AD轉換芯片U21的第18腳、17腳之間接電容C24。
[0022]2、信號放大及AD轉換集成電路
[0023]信號放大及AD轉換集成電路中U21是內置可編程增益放大器（PGA）的超低噪聲、 24位Σ
?
Δ型模擬數(shù)字轉換芯片AD7193，信號經過差分輸入引腳17腳、18腳進入AD轉換芯片U21后，經過其內部的增益放大器對輸入的信號進行放大，再進行AD轉換，將模擬信號轉換為數(shù)字信號后，通過AD轉換芯片U21的第3腳、4腳、26腳、27腳、28腳的SPI通訊接口與微處理器U20相連。AD轉換芯片U21的第2腳主時鐘引腳與微處理器U20的SMCLK時鐘輸出引本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種高精度低成本電磁水表檢測電路，由流量信號調理電路、信號放大及AD轉換集成電路、空管檢測電路及微處理器主控電路組成，其特征是：流量信號調理電路通過信號電極采集測量管中流動液體切割恒定磁場產生的感應電動勢，對信號進行濾波處理；信號放大及AD轉換集成電路，對處理過的流量信號進行放大并轉換為數(shù)字信號；空管檢測電路接收微處理器主控電路發(fā)送的空管檢測信號，將其信號施加到電極上，并反饋回微處理器主控電路；微處理器主控電路，對反饋回的空管檢測信號進行AD檢測，從而判斷測量管中是否空管，對轉換為數(shù)字信號的流量信號進行進一步處理為測量管中流動液體的流速值和流量值。2.根據權利要求1所述的一種高精度低成本電磁水表檢測電路，其特征是：流量信號調理電路中電極接口J4有三個電極，其中電極接口J4的1腳、5腳為兩個信號電極，3腳為中心電極；電極接口J4的3腳中心電極接非0V電平；電極接口J4的1腳、5腳兩個信號電極產生兩路信號，電極接口J4的1腳經電容C216和電極接口J4的5腳...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：崔紅軍，師凱，張俊鋒，任家順，王林林，
申請(專利權)人：上海肯特儀表股份有限公司，
類型：新型
國別省市：