工業流量計檢定裝置硬件系統的設計與實現

能源是國民經濟的物質基礎，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。流量儀表可以實現對流量的計量，而流量儀表的準確性是通過流量計檢定裝置來衡量的。如今計算機技術及微電子器件的應用越來越廣泛，在此基礎上發展起來的計量儀表的準確度和可靠性都有了質的飛躍，由此對流量計檢定裝置提出了更高的要求。如何保證計量標準裝置性能穩定、計量儀表測量準確是當今工業領域十分關注的問題，研制高精度的流量計檢定裝置有重要的科技和現實意義。
本文針對氣體流量計檢定需求，分析有關氣體流量計量方法和標準，提出了氣體流量計檢定系統的功能目標、組成結構和設計方案。該系統是采用音速文丘利噴嘴多只組合成的氣體流量標定裝置作為氣體量值傳遞標準，利用大氣為氣源，計算機控制的檢定系統，適用于工業多種氣體流量計的流量量值標定。
論文在研究分析數據采集、模數轉換和計算機總線接口等理論和規范的基礎上，設計實現了氣體流量計檢定裝置的硬件系統，內容包括A/D數據采集卡、脈沖計數卡和輸出控制卡的硬件電路設計，詳細介紹了各個模塊的功能和實現。檢定系統通過數據采集卡和計數卡、控制電路板之間的交互信息實現對模擬信號的采集和執行機構的控制，完成檢定功能。文中對模數轉換、信號調理、光耦隔離、脈沖計數、開關量輸出、計算機總線接口和邏輯控制等關鍵技術進行了較為深入的討論，并設計實現了具體電路，為硬件系統開發了設備驅動和上層應用接口等輔助程序。
通過對硬件系統的性能和資源消耗進行測試和分析，以及工業現場軟硬件系統整體測試和應用，本文驗證了檢定系統工作狀態良好，系統成本較低、適應性和可靠性高，較好的滿足了工業氣體流量檢定準確度、效率和經濟等方面的需求，達到了預定的設計目標。