在实际应用时,电磁流量计不仅要实时显示瞬时流量和累计量,还要通过硬件输出脉冲来被检定或者控制其它仪表。本文的新型电池供电电磁流量计设计了频率和脉冲输出功能,其硬件电路如图3.14所示。
1.频率输出
频率输出对应的是流量百分比。当瞬时流量为0时,系统的输出频率为0;当瞬时流量为满量程时,系统的输出频率为5000Hz;当瞬时流量处于0与满量程之间时,频率在0~5000Hz之间线性输出,其计算公式如式(3-9)所示
式中:
Q——仪表瞬时流量,单位立方米每小时(m3/h);
QFS——仪表满量程流量单位立方米每小时(m3/h)。
根据MSP430F5418A单片机定时器的特点,本课题选用连续计数模式和定时器的计时中断来进行脉冲的输出。在每次定时中断发生后,中断程序将输出脉冲反向,同时给中断控制寄存器TB0CCR0加一个增量。假设此增量为CCR0,定时器的时钟周期为t,则定时器中断一次的时间为:
则流量计输出的频率为:
因此,可求得定时器的增量表达式为:
2.脉冲输出
总流量脉冲也称为定标脉冲,是指在t时间内的流量按照设定的单位脉冲代表的体积量输出脉冲的个数。总流量脉冲输出采用连续计数模式和定时中断方式输出脉冲。电磁流量计脉冲输出时,不足一个脉冲当量的总量累积到下一个周期输出,防止总量剩余量的累积而造成较大的偏差。设时间内总量变化量为Q,上次脉冲输出的剩余量为B,单位脉冲代表的体积量为E(m3/p),定时器指令周期为t,则脉冲输出个数为:
脉冲的输出频率为:
因此,定时器的增量表达式为: