工業(yè)流量計檢定裝置硬件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

能源是國民經(jīng)濟的物質(zhì)基礎(chǔ)，天然氣、石油等能源的流量計量是能源合理利用的重要保證。流量儀表可以實現(xiàn)對流量的計量，而流量儀表的準(zhǔn)確性是通過流量計檢定裝置來衡量的。如今計算機技術(shù)及微電子器件的應(yīng)用越來越廣泛，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計量儀表的準(zhǔn)確度和可靠性都有了質(zhì)的飛躍，由此對流量計檢定裝置提出了更高的要求。如何保證計量標(biāo)準(zhǔn)裝置性能穩(wěn)定、計量儀表測量準(zhǔn)確是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域十分關(guān)注的問題，研制高精度的流量計檢定裝置有重要的科技和現(xiàn)實意義。
本文針對氣體流量計檢定需求，分析有關(guān)氣體流量計量方法和標(biāo)準(zhǔn)，提出了氣體流量計檢定系統(tǒng)的功能目標(biāo)、組成結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案。該系統(tǒng)是采用音速文丘利噴嘴多只組合成的氣體流量標(biāo)定裝置作為氣體量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)，利用大氣為氣源，計算機控制的檢定系統(tǒng)，適用于工業(yè)多種氣體流量計的流量量值標(biāo)定。
論文在研究分析數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換和計算機總線接口等理論和規(guī)范的基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了氣體流量計檢定裝置的硬件系統(tǒng)，內(nèi)容包括A/D數(shù)據(jù)采集卡、脈沖計數(shù)卡和輸出控制卡的硬件電路設(shè)計，詳細介紹了各個模塊的功能和實現(xiàn)。檢定系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡和計數(shù)卡、控制電路板之間的交互信息實現(xiàn)對模擬信號的采集和執(zhí)行機構(gòu)的控制，完成檢定功能。文中對模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號調(diào)理、光耦隔離、脈沖計數(shù)、開關(guān)量輸出、計算機總線接口和邏輯控制等關(guān)鍵技術(shù)進行了較為深入的討論，并設(shè)計實現(xiàn)了具體電路，為硬件系統(tǒng)開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動和上層應(yīng)用接口等輔助程序。
通過對硬件系統(tǒng)的性能和資源消耗進行測試和分析，以及工業(yè)現(xiàn)場軟硬件系統(tǒng)整體測試和應(yīng)用，本文驗證了檢定系統(tǒng)工作狀態(tài)良好，系統(tǒng)成本較低、適應(yīng)性和可靠性高，較好的滿足了工業(yè)氣體流量檢定準(zhǔn)確度、效率和經(jīng)濟等方面的需求，達到了預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。