1、靶式流量計(jì)原理概述
應(yīng)變式靶式流量計(jì)由表頭、靶桿、傳感器、靶片組成。靶片在流體的沖擊下產(chǎn)生形變之后，使得應(yīng)變傳感器中的應(yīng)變電阻阻值產(chǎn)生變化，電橋產(chǎn)生電壓差，通過(guò)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算等操作，將電橋電壓值轉(zhuǎn)換為流量信息。
2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
靶式流量計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案分為硬件設(shè)計(jì)方案與軟件設(shè)計(jì)方案。在硬件層面，主要由控制、測(cè)量、通信、電源、人機(jī)交互等模塊組成：
（1）控制模塊：以STM32單片機(jī)作為控制單元，控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，輔以供電電路與外圍晶振電路。
（2）測(cè)量模塊：根據(jù)上述測(cè)量原理，測(cè)量模塊需要測(cè)量流量傳感器電壓差、壓力傳感器電壓差、溫度傳感器電壓差，且本設(shè)備中，電池電量也由精度更高的測(cè)量模塊進(jìn)行采集，并且發(fā)送至 MCU。
（3）通信模塊：本靶式流量計(jì)支持 RS485 通信、4-20mA 電流輸出、HART 通信并且兼具脈沖輸出功能。
（4）電源模塊：本靶式流量計(jì)在鋰電池供電時(shí)進(jìn)行測(cè)量功能并且把測(cè)得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)單片機(jī)的Flash里，在又外接電源接入的情況之下，將進(jìn)行各類(lèi)通信功能。當(dāng)通過(guò)4-20mA芯片供電時(shí)，將開(kāi)啟4-20mA輸出與HART通信功能，在通過(guò)24V轉(zhuǎn)3.3V電壓轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行供電時(shí)，單片機(jī)對(duì)應(yīng)端口感知高電平，將開(kāi)始脈沖輸出和RS485通信功能。
（5）顯示模塊與按鍵模塊：顯示模塊與按鍵模塊為人機(jī)交互功能的載體。根據(jù)流量推導(dǎo)過(guò)程，可知在測(cè)量環(huán)節(jié)中，我們需要輸入多種數(shù)值用于計(jì)算流量，所以按鍵與顯示屏也是必須的。
（6）接口板：接口板負(fù)責(zé)連接傳感器、預(yù)留各種通訊接口，通過(guò)插針連接主板，接口板上不進(jìn)行其他電子元件排布，僅作連接功能，方便設(shè)備的安裝、調(diào)試與使用。
在軟件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)遵循上述硬件模塊圖相同的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)模塊化的編程語(yǔ)言，編寫(xiě)每個(gè)模塊并封裝為子程序。遵循測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通訊、LCD顯示、按鍵檢測(cè)的流程運(yùn)行，并將其移植到操作系統(tǒng)中。
