低功耗电池供电电磁流量计研究与设计 四十三

6 总结与展望

电磁流量计以其变送器结构简单、无可动部件、不阻碍流体流动、量程宽、无机械惯性、反应灵敏等优点，在工业领域内得到了广泛的应用。低功耗电磁流量计是在传统的电磁流量计的基础上研制的，保留了电磁流量计原有特点的前提下，对其功能进行了拓展，性能及一步优化。整个系统用了低功耗设计，实现了电池供电，能够显示流体的体积流量以及平均流体速度。论文在阅读国内外相关文献的基础上，总结了电磁流量计的发展现状和当前的技术水平，在现有的设计基础上着重对低功耗流量计进行了研究，主要完成了以下工作： 首先，从降低整个系统功耗的方面考虑，设计使用锂电池作为整个电磁流量计的供电单元，从根本上降低了系统的功耗。其次，在流量计传感器设计部分，对励磁方式实现了低功耗设计。励磁功耗是流量计系统功耗中所占比例最大的一部分。设计中选用目前应用比较多的低频三值矩形波作为励磁信号，但是并不是利用50Hz的工频信号通过变频产生，而是利用锂电池作为恒压源，通过模拟开关实现低频三值矩形波，避免了工频干扰，同时还能保证测量。在信号调理电路方面，根据测量信号的特点，设计了前置放大电路，低频滤波电路和信号放大电路，使测量信号进过这些模拟电路后可以满足采集要求。同时，在这些电路中使用的运算放大器，全部选用低电压微功耗器件。系统的控制单元，不仅要通过控制模拟开关来实现低频励磁信号，还要完成对测量信号的采集和转换，最后在LCD上显示，并且要实现通信功能。在论文的设计中选用了功能强大、超低功耗的MSP430单片机，非常适合电池供电系统。 软件设计上，由于流量信号测量过程的控制和低功耗要求，微处理器在对整个系统的控制过程中采用中断工作方式。当系统处于非工作状态时，单片机及各硬件芯片处于省电模式，能耗降至最低。设计的电磁流量计的最大特点是采用电池供电，降低整个系统的功耗，特别是励磁部分的设计。在信号调理电路中采用微功耗器件，在保证对测量信号放大滤波功能的同时，降低测量电路的功耗。

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