[發明專利]一種振弦式傳感器測讀儀

有效

• 申請號: 201410327902.6
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104154987B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 周衛東;韓曉;李鋮鋮;嚴愛玉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G06F17/30
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種振弦式傳感器測讀儀,其特征在于，該測讀儀包括以單片機為控制中心的數據采集終端和上位機；

所述數據采集終端，包括激振電路、信號放大整形電路、溫度采集電路、單片機和信號傳輸電路；

所述激振電路，采用高壓的方法使振弦式傳感器產生諧振，優選的高壓為120V；

所述信號放大整形電路，將振弦式傳感器輸出的頻率信號放大并整形；

所述溫度采集電路，測量帶有溫度修正的振弦式傳感器的負特性熱敏電阻的阻值，并向單片機輸出A/D采樣后的阻值數據；

所述單片機內置有頻率測量模塊和溫度測量模塊，用于控制激振電路、采集信號放大整形電路輸出的信號和溫度采集電路輸出的信號，并計算得到所測溫度和頻率值；

所述信號傳輸電路，將所述單片機計算得到的所測溫度和頻率值數據傳給上位機；

所述上位機內置工程管理模塊。

2.根據權利要求1所述的一種振弦式傳感器測讀儀,其特征在于，所述的單片機內置的頻率測量模塊，工作步驟如下：

(1)單片機初始化，包括外部中斷的初始化、定時器的初始化和外設接口的初始化；

(2)設定自動調檔共M個檔位，從小到大依次為N₁,N₂,...,N_M；設定最小計數閾值為n_r，設定計時器的計時時間間隔T_c；

(3)初始化當前檔位序號i＝1，檔位值為N_i；

(4)單片機控制高壓發生電路產生高壓，激振振弦式傳感器；

(5)信號放大整形電路，將振弦式傳感器輸出的頻率信號放大并整形，獲得被測方波信號；

(6)打開單片機外部中斷和計時器，中斷采用邊緣觸發方式，方波信號上升沿或下降沿觸發中斷，中斷計數器開始對被測方波信號周期進行計數，值為N；計時器開始對時間間隔T_c計數，值為n；

(7)計數器計數到N＝N_i+1，即第N_i+1次外部中斷時，關閉計時器和計數器；此時計時器的計數值為n，即總計時時長為nT_c；

(8)判斷計時器的計數值n和最小計數閾值n_r的大小，若n小于n_r，則進入步驟(9)，否則進入步驟(10)；

(9)調大檔位序號，即i＝i+1，改變相應檔位值為N_i，轉步驟(6)；

(10)計算被測頻率其中N為被測方波信號周期的計數值，T_c為設定的單片機計時器的計時時間間隔，n為單片機計時器計數值。

3.根據權利要求1所述的一種振弦式傳感器測讀儀,其特征在于，所述的上位機內置的工程管理模塊，其工作步驟如下：

(1)創建工程；

(2)創建參數表數據庫和實測值數據庫；所述參數表數據庫，用于存儲已知參數，每條記錄包含傳感器編號、傳感器標定頻率系數K、傳感器標定頻率模數初值F₀、傳感器標定溫度修正系數b、傳感器標定溫度初值T₀、振弦式傳感器的振弦數目、熱敏電阻標稱阻值；所述實測值數據庫，用于保存和查看測量所獲數據，每條記錄包括傳感器編號、實測頻率、實測頻率模數值、實測溫度值、實測物理量值、測量時間、附注信息；

(3)打開工程，選擇所需功能：若選擇“測量”功能，則進入步驟(4)-(8)；若選擇“查看歷史記錄”功能，則進入步驟(9)-(10)；若選擇“參數表維護”功能，則進入步驟(11)-(12)；

(4)進入測量界面，選取所測振弦式傳感器的編號；

(5)讀取單片機數據，獲得實測頻率值f和實測溫度值T，并計算頻率模數值F＝f²/1000；

(6)根據傳感器編號查找參數表數據庫，獲取振弦式傳感器參數，包括：傳感器標定頻率系數K、傳感器標定頻率模數初值F₀、傳感器標定溫度修正系數b、傳感器標定溫度初值T₀；

(7)由振弦式傳感器的標定公式P＝K(F-F₀)+b(T-T₀)計算相應物理量的值，其中，K是傳感器標定頻率系數、F₀是傳感器標定頻率模數初值、b是傳感器標定溫度修正系數、T₀是傳感器標定溫度初值、F為實測頻率模數值和T代表實測溫度；

(8)測量記錄保存到實測值數據庫中；

(9)選擇記錄文件；

(10)顯示記錄文件；

(11)打開參數表數據庫；

(12)添加或修改參數表。