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1、利用电磁流量计的容积比对式水表检定系统的设计与制作摘要某水表公司采用以标准水表作为“母表”，单片机控制光电反射式自动多水表检定系统。检定系统中“母表”在使用一段时间后机芯容易出现机械磨损，影响检定精度。随着时代不断进步，采用非接触或无磨损流量计替代标准水表作为“母表”，已经成为一种趋势，建立一个以非接触或无磨损流量计为“母表”的水表检定系统能够很好的解决机芯机械磨损带来检定精度不足的问题。公司采用电磁流量计来替代标准水表作为“母表”，在水表检定过程中，“母表”的稳定性显特别的重要，影响“母表”稳定性的因素是多方面的，包括水流稳定性、水压稳定性、检定平台水平度、开关阀门速度、电磁流量计电压等。为
2、减少某些影响因素对电磁流量计稳定性的影响，提出设计利用电磁流量计容积比对式的水表检定系统来减少开关阀门速度、水压稳定性给电磁流量计稳定性造成的影响。利用电磁流量计容积比对式的水表检定系统，是建立在机械技术、单片机技术、驱动技术和接口技术等基础上的综合技术。采用LPC9401单片机控制电磁阀得电和失电来控制气缸的伸缩。系统在水流稳定后，按键控制电磁阀得电来控制气缸活塞杆动作推动水管，让水管入水口到达计量桶上方，水流入计量桶内，同时电磁流量计开始脉冲计数，当电磁流量计脉冲计数达到预设值时，发送信号给单片机控制电磁阀失电，气缸推动水管到计量桶外，比对计量桶内水量和电磁流量计预设流量，计算误差，完成一
3、次工作。本次设计包括机械部分和电控部分两大块。机械部分包括气缸推动水管部分机构设计和气缸固定部分机构设计。电控部分包括单片机和传感器等硬件的选择，换向机构电路部分的设计和软件设计。针对电磁流量计稳定性不好，需要做大量的实验，研究在各种流量下使用电磁流量计进行检定存在的规律并找出合适的检定方法。同时对容积比对式水表检定系统进行程序调试和实验，找出影响电磁流量计稳定性的主要因素，提出整改方案。关键词：检定，容积式，单片机，电磁流量计IIIVolume ratio using electromagnetic flow-meters for water meter calibration system
4、 design and manufactureAbstractA water meter adopt reflected photoelectric automatic multiple water meter calibration system based on micro-controller with standard water meter as the matricesHowever，the matrices are damaged after using a period of time，thus affecting the accuracy of the calibration
5、With the continuous progress of the era，the use of non-contact or no wear and tear flow-meters instead of the standard meter as the matrices is a new trend and the establishment of an non-contact or no wear and tear flow-meter as the matrices to a meter verification system not only can be a good sol
6、ution to the problem of mechanical wear，but also increase the detected precisionThe meter calibration system stability of the matrices is of the most importanceIn order to reduce these -impact on the stability of the electromagnetic flow-meter，the meter calibration system with the design of electrom
7、agnetic flow-meter volume comparison reduce stability of electromagnetic flow-meterThis kind of water meter calibration system about electromagnetic flow-meter volume comparison base on the integrated technology such asmechanical technology，sensor technology，single-chip microcomputer technology，driv
8、e technology and interface technologyMore， it uses LPC9401 SCM to control solenoid valve so as to control the pros and cons of electric telescopic cylindersThe buttons to control SCM make solenoid valve gain power，while water pipe to get water run into measuring tank when water flow is stableelectro
9、magnetic flowmeter begin to count when the electromagnetic flow meter reaches the design flow，it sends a signal to the SCM to control solenoid valve to loss power the cylinder push forward water pipe to get out of the measuring tank and make comparison between the water volume and the design flow to
10、 get computational errorThe design of this product is the reversing mechanism about cylinder to promote water，including mechanical parts and electric control partsElectric control sections include the choice of SCM and sensors etc and the design of the circuit and software design about control syste
11、malso need to do a lot of experiments，research using electromagnetic flow-meter verification under various traffic rule and find out the appropriate test method To volume ratio on water meter calibration system at the same time often program debug and experimentfind out main factors，puts forward imp
12、rovement schemeKeywords: calibration, displacement, microcontroller, electromagnetic flow-meter目 录第1章 绪论11.1 引言11.2 研究背景11.3主要研究内容2第2章 稳定性与流量关系实验32.1电磁流量计简介22.2 稳定性与流量关系实验数据分析42.2.1 各种流量测量实验数据分析52.2.1.1 各种流量同一装夹下多次测量52.2.1.2 各种流量重新装夹下测量52.2.1.3 大流量多工位测量62.2.2 影响因素的分析6第3章 换向机构机械部分设计83.1 换向机构简介83.2 机械
13、部分的执行元件确定83.3 换向机构方案确定83.3.1 水管两点布局分布83.3.2 连杆推动方案103.3.3 杠杆推动方案113.3.4 气缸摆动推动方案133.3.5 间隙法气缸直接推动方案143.4 气缸固定方案的确定153.4.1 在计量桶外固定气缸方案153.4.2 在计量桶上固定气缸方案153.5 机械部份的计算与设计选型163.5.1 水管移动速度与所需力的计算163.5.2 气缸的选型173.5.3 气缸连接件的设计173.5.4 螺栓强度校核18第4章 换向机构电路控制部分设计194.1 控制方案194.2 电子元件的选择194.2.1单片机的选用194.2.2 电磁阀的
14、选用204.2.3 继电器的选用214.2.4 光电耦合器的选用214.2.5 稳压器的选用214.3 换向机构电路设计部分224.3.1 继电器控制电路224.3.2 脉冲采集电路234.3.3 电源电路234.4 程序设计编写及调试与实验244.4.1 主程序介绍及其流程框图244.4.2 键盘中断程序介绍及其流程框图254.4.3 脉冲采集中断程序介绍及其流程框图274.4.4 模拟程序的编写284.4.5 程序调试与容积实验284.4.5.1 程序调试284.4.5.2 容积比对实验29总 结30参考文献31谢 辞32附录一：稳定性与流量关系实验数据33附录二：控制程序40附录三：容积
15、比对式实验数据42附录四：实物照片45利用电磁流量计的容积比对式水表检定系统的设计与制作33第1章 绪论1.1 引言近年来，随着水资源的日益匮乏，人们对于合理的使用水资源愈加重视。无论是城市还是大多数农村都使用自来水，并且按使用量来收费，因此需要一个准确的计量器来计量水的使用量，这不仅关系到提供自来水的公司的利益，这也关系到许许多多自来水使用的家庭和企业的切身利益，所以自来水表能否进行准确计量非常重要。所以在生产水表过程中，要对水表进行检定，水表计量准确度的检定就显得很重要，在能够保证精度的前提下，又能够保证企业高效率的生产。自动水表检定装置是由一套完整的水路系统（试验台、水表固定连接机构），包括：流量计数（玻璃转子流量计、流量控制阀），计量桶系统（玻璃管液位标尺），电器控制系统（水泵、气泵），电控系统（电磁阀）。检定方法使用容积法，即水流经管道，通过水表进入计量桶，水位静止后，比较水表计量器（电磁流量计）与计量桶中的读数，求出示值误差 1。1.2 研究背景某水表公司现在的检定水表方法有单个水表检定法，每一台水表均在大流量Q3，分界流量Q2，和小流量Q1这三个流量点进行检定，公司现在所采用的水表为15mm口径水表，通常规定大流量Q3为2.5m3/h；根据检定规则Q3/Q1为160，则小流量Q1为
