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便携式多功能量水仪的研制

便携式多功能量水仪的研制

点击数:7283 次   录入时间:03-04 11:45:41   整理:http://www.55dianzi.com   仪器仪表读写器

    3。2采用模糊量程档位

    程控量程自动转换是由信号放大增益档位的选择实现的,这里采用了增益步进法,即将增益由小到大逐步提高,直至选择最佳的放大倍数。但是,由于器件转换灵敏度的局限性,测量有时会不够准确(尤其是在量程档位临界区),从而导致量程选择出现错误,甚至进入换档死循环。考虑到这一点,我们在相邻两个量程临界区设置±5%量程选择模糊区,当测量的输入值落入量程模糊区时,则不改变放大器的当前增益。经过实验表明,采取模糊量程区能有效地防止放大器的增益来回跳动现象。

    3。3数据放大处理

    在硬件上做到使测量精度达到均一化的同时,在软件设计上也进行相应的数据“放大”处理。在计算Hi值过程中,先将数据“放大”,精度提高到0。1mm。然后进行二进制乘运算,最后再统一转化为三字节浮点数进行浮点数运算,从而避免精度较低的直接二进制除运算。程序运算中采用了三字节浮点数及四字节BCD码浮点数进行流量计算,补偿修正后输出显示,使仪器的测量精度达到小数点后四位。

    3。4信号隔离处理

    对检测信号通过LM331进行了硬件上的信号隔离;输入环节上增加滤波电容及输入保护电路。系统的硬件设计遵循“一点接地”的原则,减少系统因电环路形成的干扰。

    3。5可靠性设计

    在软件上进行了可靠性设计,在每个模块后和程序PROM的空白区加了软件陷阱。并在一些重要的跳转指令之间进行软件冗余设计。此外,还设计了溢出报警,避免显示错误的信息。表1的一组数据是采用本仪器测出的实际流量Q和理论计算流量Q的比较,其中流量系数K=2。3215、N=2。2406。Q值理论计算为

    Q=K*exp{N*lnH}(8)

    表1实测流量与理论计算流量之比较

水位H(m)

实测流量Q(m3/s)

理论流量Q(m3/s)

0.019

0.00038

0.000323

0.048

0.00252

0.002576

0.111

0.01686

0.016850

0.201

0.06302

0.063750

0.330

0.19421

0.193620

0.656

0.90507

0.902660

0.897

1.81500

1.819700

1.198

3.47929

3.479840

2.702

21.49780

21.528000

4.786

77.49190

77.502500

 

    从表1可以分析出,采用此仪器测量出的流量Q与理论计算出的流量Q之间的误差小于0。5%,已满足了实际应用的精度需求。

    4结束语

    该仪器功能较全,携带方便,供电简单。系统已留出部分硬件资源,以备将来扩展系统的功能(如构成主从式渠系运行监测系统)。若进一步改进,该仪器能有效地应用于水利工程或其它类似工程中,以实现快速、灵活的参数测量,有着较高的实用推广价值。



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