專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
液體流速是エ業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的重要參數(shù)。為了滿(mǎn)足各種エ況下測(cè)量液體流速的需要，人們研發(fā)了基于不同原理的測(cè)速儀器，例如畢托管測(cè)速儀、激光多普勒測(cè)速儀、粒子成像測(cè)速儀、時(shí)差法超聲波測(cè)速儀、超聲波多普勒測(cè)速儀、電波測(cè)速儀、應(yīng)變測(cè)速儀等。 應(yīng)變測(cè)速儀是ー種非電量電測(cè)儀器。其測(cè)速原理是讓流體推動(dòng)彈性元件變形產(chǎn)生應(yīng)變，從而帶動(dòng)粘貼于彈性元件的應(yīng)變片一起形變，然后通過(guò)構(gòu)建惠斯登電橋?qū)⒘黧w機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電量，再將轉(zhuǎn)換后的微弱電量通過(guò)放大和濾波提取與流速相關(guān)的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，從而實(shí)現(xiàn)流體速度測(cè)量。應(yīng)變測(cè)速儀具有對(duì)流體流場(chǎng)干擾小、對(duì)流場(chǎng)的透明性要求低、體積小巧、攜帯方便、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。在文獻(xiàn)《紙漿流送過(guò)程中速度分布測(cè)定方法的研究》(劉煥彬，周慶樂(lè)，藍(lán)福堂，盧謙和.紙漿流送過(guò)程中速度分布測(cè)定方法的研究[J]，廣東造紙技木通訊，1980年Zl期)中，提出了一種針對(duì)紙漿輸送過(guò)程的基于電阻應(yīng)變計(jì)的流速測(cè)量裝置。紙漿輸送過(guò)程是在固定的管道中完成的，這種裝置無(wú)法應(yīng)用于需要測(cè)定流速的水中機(jī)器人或水中兵器等水中移動(dòng)設(shè)備、以及水文工作等場(chǎng)合中開(kāi)放水域的低流速的測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述缺陷公開(kāi)了ー種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了流速的測(cè)量、存儲(chǔ)和顯示功能，可以解決水中機(jī)器人、水中兵器等水中移動(dòng)設(shè)備、以及水文工作中的低流速測(cè)量問(wèn)題。一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)如下信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊依次串聯(lián)連接，信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊均安裝在密封盒中。所述信號(hào)測(cè)量模塊的結(jié)構(gòu)如下直流電源的正極連接應(yīng)變電阻，負(fù)極連接第一電阻，輸出電壓的一端連接應(yīng)變電阻和溫度補(bǔ)償電阻的公共節(jié)點(diǎn)，另一端連接第一電阻和第ニ電阻的公共節(jié)點(diǎn)，GND地電位連接溫度補(bǔ)償電阻和第二電阻的公共節(jié)點(diǎn)。所述直流電源的電壓為5V。所述信號(hào)放大模塊由可變?cè)鲆娣糯笃骷捌渫鈬鹰黼娐窐?gòu)成；所述信號(hào)處理模塊由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器以及外圍接ロ電路構(gòu)成；所述信號(hào)顯示模塊由顯示屏及其外圍接ロ電路構(gòu)成。所述密封盒呈長(zhǎng)方體形狀；密封盒的上表面是透明的，密封盒的正前方縱向插有弾性元件，弾性元件呈薄片狀；應(yīng)變電阻固定在弾性元件上，溫度補(bǔ)償電阻安裝在密封盒的正面，電源控制開(kāi)關(guān)、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)均安裝在密封盒的上表面，LCD1602液晶顯示模塊貼于密封盒上表面的內(nèi)表面；應(yīng)變電阻、溫度補(bǔ)償電阻的上表面覆蓋一層塑料保護(hù)膜，并在塑料保護(hù)膜的周?chē)可弦粚臃浪柘鹉z，此外，LCD1602液晶顯示模塊、電源控制開(kāi)關(guān)、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)與密封盒的縫隙處也都涂上防水硅橡膠。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型同時(shí)實(shí)現(xiàn)了流速的測(cè)量、存儲(chǔ)和顯示功能。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，克服了現(xiàn)有基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置只能固定安裝、無(wú)法在水中移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用的問(wèn)題。采用本實(shí)用新型，可以滿(mǎn)足水中機(jī)器人、水中兵器等水中移動(dòng)設(shè)備、以及水文工作中的流速測(cè)量的需要。

圖I為基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)測(cè)量模塊原理圖；圖3a為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的第一電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖3b為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的第一電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本實(shí)用新型的測(cè)量裝置的立體圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型提供了一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)如下信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊依次串聯(lián)連接，信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊均安裝在密封盒I中。如圖2所示，信號(hào)測(cè)量模塊的結(jié)構(gòu)如下直流電源U的正極連接應(yīng)變電阻R11，負(fù)極連接第一電阻R13，輸出電壓U0的一端連接應(yīng)變電阻Rll和溫度補(bǔ)償電阻R12的公共節(jié)點(diǎn)，另一端連接第一電阻R13和第二電阻R14的公共節(jié)點(diǎn)，GND地電位連接溫度補(bǔ)償電阻R12和第二電阻R14的公共節(jié)點(diǎn)。信號(hào)測(cè)量模塊利用電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)將流體的速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為應(yīng)變電阻Rll的阻值變化，并采用惠登斯電橋?qū)?yīng)變電阻Rll的電阻變化值轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的電壓變化值。直流電源U的電壓為5V。信號(hào)測(cè)量模塊利用電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)將流動(dòng)液體對(duì)應(yīng)變電阻Rll的沖擊力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變電阻Rll的應(yīng)變，這種應(yīng)變通過(guò)應(yīng)變電阻Rll的阻值變化表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)構(gòu)建惠斯登電橋?qū)⑽⑿〉碾娮柘鄬?duì)變化值轉(zhuǎn)化為電阻的絕對(duì)變化值來(lái)提高信號(hào)的測(cè)量精度，然后，通過(guò)外加直流電壓源便可以將電阻絕對(duì)變化值轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的電壓變化值。由于應(yīng)變電阻Rll對(duì)溫度變化十分敏感，實(shí)際所測(cè)得的應(yīng)變將包含溫度變化的影響，不能反映構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)變，因此在橋路中增加一個(gè)用于溫度補(bǔ)償電阻R12以消除溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在本實(shí)施例中，應(yīng)變電阻Rl I和溫度補(bǔ)償電阻R12構(gòu)成測(cè)量電橋的半橋，第一電阻R13和第二電阻R14構(gòu)成電橋的另外半橋；第一電阻R13和第二電阻R14均為固定無(wú)感標(biāo)準(zhǔn)電阻，兩個(gè)半橋組成惠斯登電橋，這樣能夠保證在電橋平衡時(shí)電橋兩端電壓輸出即為0，同時(shí)測(cè)量電路也不再受到溫度的影響。信號(hào)放大模塊由可變?cè)鲆娣糯笃骷捌渫鈬鹰黼娐窐?gòu)成；信號(hào)放大模塊可以將信號(hào)測(cè)量模塊輸出的微小的電壓值變化值進(jìn)行放大和濾波，進(jìn)而提取出與液體流速有關(guān)的電信號(hào)。通過(guò)選用高精度可變?cè)鲆娣糯笃?，可以根?jù)需要對(duì)信號(hào)的放大倍數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。信號(hào)處理模塊由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器以及外圍接ロ電路構(gòu)成；信號(hào)處理模塊通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸入至單片機(jī)的存儲(chǔ)器RAM中進(jìn)行存儲(chǔ)，單片機(jī)會(huì)將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和發(fā)送，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)的數(shù)量達(dá)到了預(yù)定的闕值，單片機(jī)會(huì)將存儲(chǔ)器中的信號(hào)予以清除并開(kāi)始存儲(chǔ)新的數(shù)據(jù)。單片機(jī)將處理后的數(shù)字信號(hào)以ASCII碼的形式輸出至信號(hào)顯示模塊。信號(hào)顯示模塊由顯示屏及其外圍接ロ電路構(gòu)成。顯示屏優(yōu)選為字符型液晶顯示器，它由單片機(jī)直接驅(qū) 動(dòng)，井根據(jù)控制按鍵顯示當(dāng)前液體的實(shí)時(shí)流速信號(hào)或顯示存儲(chǔ)器中已儲(chǔ)存的流速信號(hào)。如圖4所示，密封盒I呈長(zhǎng)方體形狀；密封盒I的上表面是透明的，密封盒I的正前方縱向插有弾性元件4，弾性元件4呈薄片狀，應(yīng)變電阻Rll固定在弾性元件4上，用于進(jìn)行流速的測(cè)量，應(yīng)變電阻Rll粘貼在彈性元件底部，保證液體沖擊彈性元件4時(shí)在其底部產(chǎn)生的形變量與應(yīng)變電阻Rll形變量一致，通過(guò)彈性元件4可以增大受カ面積，提高應(yīng)變電阻Rll的應(yīng)變量。彈性元件4應(yīng)選取彈性模量相對(duì)較大的材質(zhì),保證在受力后能夠迅速恢復(fù)形變。溫度補(bǔ)償電阻Rl2安裝在密封盒I的正面(緊貼在密封盒I上)，主要用于抵消液體溫度對(duì)應(yīng)變電阻Rll的影響，保證測(cè)量結(jié)果的精確性。電源控制開(kāi)關(guān)6、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3均安裝在密封盒I的上表面，IXD1602液晶顯示模塊5貼于密封盒I上表面的內(nèi)表面；電源控制開(kāi)關(guān)6用于控制電源的開(kāi)通與關(guān)斷。第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3均為防水按鍵開(kāi)關(guān)；其中第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl用來(lái)選擇是否進(jìn)行流速的測(cè)量，第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3用來(lái)選擇LCD1602液晶顯示模塊5中數(shù)據(jù)顯示的方向。 當(dāng)打開(kāi)第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl吋，IXD1602液晶顯示模塊5只顯示當(dāng)前的流速信號(hào)，第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl關(guān)閉吋，則可以通過(guò)第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3來(lái)顯示存儲(chǔ)器中已存儲(chǔ)的流速信號(hào)，在這里定義第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2為向左顯示，第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3為向右顯示。在保證上述裝置無(wú)滲水漏水的前提下，即可將該裝置置于流動(dòng)的液體或水中機(jī)器人、水中兵器等水中移動(dòng)設(shè)備中進(jìn)行流速的測(cè)量。應(yīng)變電阻R11、溫度補(bǔ)償電阻R12的上表面覆蓋ー層薄薄的塑料保護(hù)膜，并在塑料保護(hù)膜的周?chē)可烯`層防水硅橡膠，此外，IXD1602液晶顯示模塊5、電源控制開(kāi)關(guān)6、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3與密封盒的縫隙處也都涂上防水硅橡膠，防止液體滲入而影響到電路。IXD1602液晶顯示模塊5用于顯示測(cè)量值，它貼于密封盒頂端的內(nèi)表面，密封盒的頂蓋需是透明的，從而保證IXD1602液晶顯示模塊5中的數(shù)據(jù)可見(jiàn)。下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例如圖3a和圖3b所示，電池的正極連接第一電容Cl和三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的I號(hào)引腳的公共節(jié)點(diǎn)，三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的3號(hào)引腳(LM7805的3號(hào)引腳的電位為5V)分別連接直流電源VCC、第二電容C2、應(yīng)變電阻R11、第一電阻R13、第十二電容C12、第i^一電容Cll和儀表放大器AD8221的8號(hào)引腳的公共節(jié)點(diǎn)；儀表放大器AD8221的4號(hào)引腳連接應(yīng)變電阻Rll和溫度補(bǔ)償電阻Rl2的公共節(jié)點(diǎn)，儀表放大器AD8221的I號(hào)引腳連接第一電阻R13和第二電阻R14的公共節(jié)點(diǎn)，儀表放大器AD8221的2號(hào)引腳連接BOURNS 3296電位器的2號(hào)引腳，儀表放大器AD8221的3號(hào)引腳連接BOURNS 3296電位器I號(hào)引腳，儀表放大器AD8221的6號(hào)引腳連接的第二十三電容C23和基準(zhǔn)電壓源ADR421的6號(hào)引腳(基準(zhǔn)電壓源ADR421的6 號(hào)引腳的電位為2. 5V)的公共節(jié)點(diǎn)，儀表放大器AD8221的7號(hào)引腳連接第三電阻Rp和ATmegal28單片機(jī)的61號(hào)引腳的公共節(jié)點(diǎn)，基準(zhǔn)電壓源ADR421的2號(hào)引腳連接第二i^一電容C21、第二十二電容C22和直流電源VCC的公共節(jié)點(diǎn)；ATmegal28單片機(jī)的51號(hào)引腳、LED指示燈Dl、第十電阻RlO和GND地電位依次串聯(lián)連接，ATmegal28單片機(jī)的35號(hào)引腳至42號(hào)引腳分別連接IXD1602液晶顯示模塊5的DBO引腳至DB7引腳，ATmegal28單片機(jī)的54號(hào)引腳連接JTAG接ロ的4號(hào)引腳，ATmegal28單片機(jī)的55號(hào)引腳連接JTAG接ロ的3號(hào)引腳，ATmegal28單片機(jī)的56號(hào)引腳連接JTAG接ロ的2號(hào)引腳，ATmegal28單片機(jī)的57號(hào)引腳連接JTAG接ロ的I號(hào)引腳，ATmegal28單片機(jī)的52號(hào)引腳連接JTAG接ロ的6號(hào)引腳和直流電源VCC的公共節(jié)點(diǎn)，ATmegal28單片機(jī)的64號(hào)引腳連接第四電容C4、第一電感Hl和ATmegal28單片機(jī)的62號(hào)引腳的公共節(jié)點(diǎn)，ATmegal28單片機(jī)的53號(hào)引腳連接JTAG接ロ的5號(hào)引腳；ATmegal28單片機(jī)的10號(hào)引腳連接第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl，ATmegal28單片機(jī)的11號(hào)引腳連接第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2，ATmegal28單片機(jī)的12號(hào)引腳連接第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3，ATmegal28單片機(jī)的32號(hào)引腳連接LCD1602液晶顯示模塊5的RS引腳，ATmegal28單片機(jī)的33號(hào)引腳連接IXD1602液晶顯示模塊5的R/W引腳，ATmegal28單片機(jī)的32號(hào)引腳連接IXD1602液晶顯示模塊5的E引腳，ATmegal28單片機(jī)的23號(hào)引腳連接OSC晶振的3號(hào)引腳；第三電阻Rp連接第三電容CP、插排的3號(hào)引腳的公共節(jié)點(diǎn)，IXD1602液晶顯示模塊5的VO引腳連接滑動(dòng)變阻器RES的右端和中間節(jié)點(diǎn)；數(shù)字地電位GND分別連接三端穩(wěn)壓集成電路LM7805的2號(hào)引腳、第一電容Cl、第ニ電容C2、電池的負(fù)極、插排的2號(hào)引腳、ATmegal28單片機(jī)的22號(hào)引腳、ATmegal28單片機(jī)的63號(hào)引腳、OSC晶振的2號(hào)引腳、滑動(dòng)變阻器RES的左端、IXD1602液晶顯示模塊5的GND引腳和IXD1602液晶顯示模塊5的LED-引腳；模擬地電位AGND分別連接溫度補(bǔ)償電阻R12、第二電阻R14、第十二電容C12、第i^一電容C11、儀表放大器AD8221的5號(hào)引腳、第二i^一電容C21、第二十二電容C22、第二十三電容C23、基準(zhǔn)電壓源ADR421的4號(hào)引腳、第三電容Cp和第四電容C4 ;數(shù)字地電位GND通過(guò)磁珠RES2與模擬地電位AGND連接，這樣可以避免噪聲干擾。直流電源VCC分別連接插排的I號(hào)引腳、第一電感HI、ATmegal28單片機(jī)的21號(hào)引腳、OSC晶振的4號(hào)引腳、IXD1602液晶顯示模塊5的VCC引腳和IXD1602液晶顯示模塊5的LED+引腳。信號(hào)測(cè)量模塊主要由應(yīng)變電阻R11、溫度補(bǔ)償電阻R12、第一電阻R13和第二電阻R14構(gòu)成；信號(hào)放大模塊主要由儀表放大器AD8221、BOURNS 3296電位器、基準(zhǔn)電壓源ADR421、第二i^一電容C21、第二十二電容C22和第二十三電容C23構(gòu)成；信號(hào)處理模塊主要由插排、JTAG接口、ATmegal28單片機(jī)、OSC晶振、第一電感H1、第三電容CP、第四電容C4、第三電阻RP、LED指示燈D1、第十電阻R10、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3構(gòu)成；信號(hào)顯示模塊主要由IXD 1602液晶顯示模塊5和滑動(dòng)變阻器RES構(gòu)成；直流電源VCC的電壓為5V，第一電容Cl的電容為O. 33 μ F，第二電容C2的電容為O. 10 μ F，第十二電容C12的電容為10 μ F，第^^一電容Cll的電容為O. I μ F，第二十二電容C22的電容為10 μ F，第二^^一電容C21的電容為O. I μ F，第二十三電容C23的電容為O. I μ F，電池正極的電壓為7. 5V，第三電容Cp的電容為IOOpF,第四電容C4的電容為10nF，第一電感Hl的電感為10 μ H，第三電阻Rp的電阻為4. 7k Ω，第十電阻RlO的電阻為Ik Ω,滑動(dòng)變阻器RES的總阻值為IOk Ω。 本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下當(dāng)沖擊時(shí)，流動(dòng)液體對(duì)彈性元件4的沖擊力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變電阻Rll的應(yīng)變，這種應(yīng)變通過(guò)其阻值變化表現(xiàn)出來(lái)，再通過(guò)與溫度補(bǔ)償電阻R12、第一電阻R13和第二電阻R14構(gòu)建惠斯登電橋?qū)⒋宋⑿〉碾娮柘鄬?duì)變化值轉(zhuǎn)化為電阻的絕對(duì)變化值，最后通過(guò)外加直流電壓源將電阻的絕對(duì)變化值以電壓的形式輸入到儀表放大器AD8221中，其放大倍數(shù)可以通過(guò)對(duì)儀表放大器AD8221外接的BOURNS 3296電位器來(lái)進(jìn)行調(diào)整，放大倍數(shù)可以在I 1000
范圍內(nèi)的任意變化。其計(jì)算公式如下
49400 ,η =-+ 1
RR為BOURNS 3296電位器的阻值，η為放大倍數(shù)。在儀表放大器AD8221的參考輸入端接入基準(zhǔn)電壓源ADR421，它可以將5V的供電電壓轉(zhuǎn)換為2. 5V輸出，即可保證經(jīng)放大后的輸出電壓值為正。其中，第二^ 電容C21和第二十二電容C22為輸入電容，可以改善電路瞬態(tài)響應(yīng)和降低電源噪聲，第二十三電容C23為輸出電容，用來(lái)濾除任何低電平噪聲電壓，保證電路的正常工作。經(jīng)放大后的輸出電壓值連接ATmegal28單片機(jī)中的ADCO端口(61號(hào)引腳)，因?yàn)锳Tmegal28單片機(jī)中自帶A/D轉(zhuǎn)換器，因此可以直接將輸入模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為其自身可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換采用十位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換，將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)10位的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入至單片機(jī)的存儲(chǔ)器RAM中進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)的數(shù)量達(dá)到了預(yù)定的闕值，單片機(jī)會(huì)將存儲(chǔ)器中的信號(hào)予以清除并開(kāi)始存儲(chǔ)新的數(shù)據(jù)。其中，ADC的參考電壓源(VREF)反映了 ADC的轉(zhuǎn)換范圍，VREF可以是AVCC(64號(hào)引腳)、內(nèi)部2. 56V基準(zhǔn)或外接于AREF引腳(62號(hào)引腳)的電壓(在這里選擇AVCC)，AVCC通過(guò)一個(gè)無(wú)源開(kāi)關(guān)與ADC相連，基準(zhǔn)電壓通過(guò)在AREF引腳上加一個(gè)電容進(jìn)行解耦，以更好地噪聲抑制。OSC晶振為單片機(jī)的外部晶振，在本實(shí)施例中所選用的晶振頻率為11. 0592MHZ，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率。JTAG接口為單片機(jī)下載仿真器接口，通過(guò)它可以將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中。最后，將經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理的信號(hào)以ASCII碼的形式輸入至IXD1602液晶顯示模塊5中進(jìn)行顯示，其顯示方式可以由第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)Tl、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T2和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)T3進(jìn)行控制。[0051]由于該裝置所有元器件的供電電壓均為5V，因此在圖示中通過(guò)在三端穩(wěn)壓集成電路LM7805外部加入兩個(gè)電容值分別為O. 10 μ F和O. 33 μ F的電容即可將7. 4V的直流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此外，Led指示燈Dl與單片機(jī)的輸入輸出端ロ相連，用來(lái)判斷單片機(jī)是否正常 工作。上述實(shí)施例雖然對(duì)本實(shí)用新型做了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的文字描述，而不是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超過(guò)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路的組合、増加或省略，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，其特征在于，它的結(jié)構(gòu)如下信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊依次串聯(lián)連接，信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊均安裝在密封盒(I)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，其特征在于，所述信號(hào)測(cè)量模塊的結(jié)構(gòu)如下直流電源(U)的正極連接應(yīng)變電阻(Rll)，負(fù)極連接第一電阻(R13)，輸出電壓(UO)的一端連接應(yīng)變電阻(Rll)和溫度補(bǔ)償電阻(R12)的公共節(jié)點(diǎn)，另一端連接第一電阻(R13)和第二電阻(R14)的公共節(jié)點(diǎn)，GND地電位連接溫度補(bǔ)償電阻(R12)和第二電阻(R14)的公共節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，其特征在于，所述直流電源(U)的電壓為5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，其特征在于，所述信號(hào)放大模塊由可變?cè)鲆娣糯笃骷捌渫鈬涌陔娐窐?gòu)成； 所述信號(hào)處理模塊由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器以及外圍接口電路構(gòu)成； 所述信號(hào)顯示模塊由顯示屏及其外圍接口電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置，其特征在于，所述密封盒(I)呈長(zhǎng)方體形狀；密封盒(I)的上表面是透明的，密封盒(I)的正前方縱向插有彈性元件(4)，彈性元件(4)呈薄片狀；應(yīng)變電阻(Rll)固定在彈性元件(4)上，溫度補(bǔ)償電阻(R12)安裝在密封盒(I)的正面，電源控制開(kāi)關(guān)(6)、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(Tl)、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(T2)和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(T3)均安裝在密封盒(I)的上表面，LCD1602液晶顯示模塊(5)貼于密封盒(I)上表面的內(nèi)表面；應(yīng)變電阻(R11)、溫度補(bǔ)償電阻(R12)的上表面覆蓋一層塑料保護(hù)膜，并在塑料保護(hù)膜的周?chē)可弦粚臃浪柘鹉z，此外，LCD1602液晶顯示模塊(5)、電源控制開(kāi)關(guān)(6)、第一信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(Tl)、第二信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(T2)和第三信號(hào)按鍵開(kāi)關(guān)(T3)與密封盒的縫隙處也都涂上防水硅橡膠。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了屬于計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域的一種基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置。它的結(jié)構(gòu)如下信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊依次串聯(lián)連接，信號(hào)測(cè)量模塊、信號(hào)放大模塊、信號(hào)處理模塊和信號(hào)顯示模塊均安裝在密封盒中。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型同時(shí)實(shí)現(xiàn)了流速的測(cè)量、存儲(chǔ)和顯示功能。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，克服了現(xiàn)有基于電阻應(yīng)變計(jì)的液體流速測(cè)量裝置只能固定安裝、無(wú)法在水中移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用的問(wèn)題。采用本實(shí)用新型，可以滿(mǎn)足水中機(jī)器人、水中兵器等水中移動(dòng)設(shè)備、以及水文工作中的流速測(cè)量的需要。
文檔編號(hào)G01P5/08GK202599971SQ20122017492
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者錢(qián)殿偉, 張博雅 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)