基於msp430單片機的稱重式液位儀系統的製作方法
2023-12-04 14:48:31
專利名稱：基於msp430單片機的稱重式液位儀系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液位測量控制，具體是指基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統。
背景技術：
液位測控儀是屬於智能化儀器儀表的ー種(指採用了微處理器的儀器儀表)，其發展始於70年代。它是ー種集測量與控制於一體的智能化產品，適用於石油化工、冶金、電力、製藥、環保等行業中各種介質的液位測量。本儀器主要針對罐體內液體進行測量並能計算其重量，適用於對各種液態物質進行靜態和動態測量與監控，並具有超限報警和主-從站模式聯網功能
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種能進行測量並能計算其重量的基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統。本實用新型的實現方案如下基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，主要由MSP430F1222晶片，以及與MSP430F1222晶片連接的信息採集轉換電路和控制驅動電路、電源系統構成。所述信息採集轉換電路包括傳感器、以及與傳感器連接的V/F轉換電路，所述V/F轉換電路與MSP430F1222晶片連接。所述傳感器為壓カ傳感器或\和超聲波傳感器或\和浮子式傳感。所述控制驅動電路包括電磁閥、以及與電磁閥連接的控制電路，所述控制電路與MSP430F1222晶片連接。所述MSP430F1222晶片還連接有聲光報警、鍵盤、液晶驅動接ロ，通信電路；所述液晶驅動接ロ連接有液晶顯示器；所述通信電路連接有從機。一般情況下在液位測量中所採用的傳感器有壓カ傳感器、超聲波傳感器、浮子式傳感器等，由於系統設計中要求在測量液位的同時還要實現液體重量的檢測。在液罐內，液體重量P的檢測可直接利用計算得到，即P=H*S* P (H為液體高度CM ；S為圓面積M2 ; P為液體比重)，因此只有提高液位測試的解析度才能保證液體重量測試的精度，本系統中液位測試解析度為1cm。另外，考慮到壓カ傳感器接ロ電路相對採用超聲波傳感器的接ロ電路要簡單，因此確定採用壓カ傳感器。MSP430F1222晶片為低功耗16位單片機，具有典型的SOC特點，集成大量外設。尤其是其內部集成的波特率微調器，可以使MSP430F1222晶片在不低於32768HZ的任意晶振(但不能超過MSP430F1222晶片對晶振要求的上限)下工作時，其通信波特率的選擇可不受波特率因子不能帶有小數的限制，即在波特率的允許範圍內可使用任意頻率的晶振。另夕卜，由於MSP430F1222晶片內部集成了溫度傳感器，可以很方便的實現對測液位所用的壓力傳感器的溫度補償。而且MSP430F1222晶片針對不同的應用而由各種不同的模塊組成，這些微控制器被設計為可用電池工作，並且可以使用很長時間。由於系統的執行部件為電磁閥，易產生電磁幹擾，因此為能夠可靠的工作必須要使系統具有較高的抗幹擾性。ー種方法是直接利用MSP430F1222晶片內部的A/D轉換器，其特點是無須外圍電路，採樣速度快，但抗幹擾能力較差。另ー種方法是使用V/F轉換電路來實現A/D轉換。由於V/F變換是利用積分電容的電荷平衡原理實現電壓頻率轉換，因此該方式穩定性好，解析度高，信號線少，便於實現光電隔離以提高系統的抗幹擾性，但轉換速度相對較慢。考慮到壓カ信號是ー個緩變信號，一般無須快速採樣，為使系統具有較高的抗幹擾性，根據分析對比，選擇採用V/F轉換電路來實現對壓力信號的處理，計算處理較簡單，在測量精度方面也能達到使用要求，並且易於做到實時控制。 本系統通過壓カ傳感器進行液體壓カ的數據採集，經過/F轉換電路進行液位高度和液體重量的標定，實現高精度的測量。當容器內的液位值超過了設定值或警戒值時，系統自動啟動報警電路進行聲光提示報警。用戶可以通過鍵盤設定液位的上、下限值和進液、出液量等參數，以便使容器內液位保持設定的液位值。系統採用大屏幕液晶漢字顯示，可以顯示出當前液位值、設定的液位上下限值、容器內當前液體重量和進液、出液閥門的狀態
坐寸o本實用新型的優點在於能自行進行測量並能計算其重量。
圖I為本實用新型整體結構示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖I所示。基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，主要由MSP430F1222晶片，以及與MSP430F1222晶片連接的信息採集轉換電路和控制驅動電路、電源系統構成。所述信息採集轉換電路包括傳感器、以及與傳感器連接的V/F轉換電路，所述V/F轉換電路與MSP430F1222晶片連接。所述傳感器為壓カ傳感器或\和超聲波傳感器或\和浮子式傳感。所述控制驅動電路包括電磁閥、以及與電磁閥連接的控制電路，所述控制電路與MSP430F1222晶片連接。所述MSP430F1222晶片還連接有聲光報警、鍵盤、液晶驅動接ロ，通信電路；所述液晶驅動接ロ連接有液晶顯示器；所述通信電路連接有從機。一般情況下在液位測量中所採用的傳感器有壓カ傳感器、超聲波傳感器、浮子式傳感器等，由於系統設計中要求在測量液位的同時還要實現液體重量的檢測。在液罐內，液體重量P的檢測可直接利用計算得到，即P=H*S* P (H為液體高度CM ；S為圓面積M2 ; P為液體比重)，因此只有提高液位測試的解析度才能保證液體重量測試的精度，本系統中液位測試解析度為1cm。另外，考慮到壓カ傳感器接ロ電路相對採用超聲波傳感器的接ロ電路要簡單，因此確定採用壓カ傳感器。由於系統的執行部件為電磁閥，易產生電磁幹擾，因此為能夠可靠的工作必須要使系統具有較高的抗幹擾性。ー種方法是直接利用MSP430F1222晶片內部的A/D轉換器，其特點是無須外圍電路，採樣速度快，但抗幹擾能力較差。另ー種方法是使用V/F轉換電路來實現A/D轉換。由於V/F變換是利用積分電容的電荷平衡原理實現電壓頻率轉換，因此該方式穩定性好，解析度高，信號線少，便於實現光電隔離以提高系統的抗幹擾性，但轉換速度相對較慢。考慮到壓カ信號是ー個緩變信號，一般無須快速採樣，為使系統具有較高的抗幹擾性，根據分析對比，選擇採用V/F轉換電路來實現對壓力信號的處理，計算處理較簡單，在測量精度方面也能達到使用要求，並且易於做到實時控制。 本系統通過壓カ傳感器進行液體壓カ的數據採集，經過/F轉換電路進行液位高度和液體重量的標定，實現高精度的測量。當容器內的液位值超過了設定值或警戒值時，系統自動啟動報警電路進行聲光提示報警。用戶可以通過鍵盤設定液位的上、下限值和進液、出液量等參數，以便使容器內液位保持設定的液位值。系統採用大屏幕液晶漢字顯示，可以顯示出當前液位值、設定的液位上下限值、容器內當前液體重量和進液、出液閥門的狀態
坐寸o如上所述，則能很好的實現本實用新型。
權利要求1.基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，其特徵在於主要由MSP430F1222晶片，以及與MSP430F1222晶片連接的信息採集轉換電路和控制驅動電路、電源系統構成。
2.根據權利要求I所述的基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，其特徵在於所述信息採集轉換電路包括傳感器、以及與傳感器連接的V/F轉換電路，所述V/F轉換電路與MSP430F1222晶片連接。
3.根據權利要求2所述的基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，其特徵在於所述傳感器為壓力傳感器或\和超聲波傳感器或\和浮子式傳感。
4.根據權利要求I所述的基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，其特徵在於所述控制驅動電路包括電磁閥、以及與電磁閥連接的控制電路，所述控制電路與MSP430F1222晶片連接。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，其特徵在於所述MSP430F1222晶片還連接有聲光報警、鍵盤、液晶驅動接口，通信電路；所述液晶驅動接口連接有液晶顯示器；所述通信電路連接有從機。
專利摘要本實用新型公開了基於MSP430單片機的稱重式液位儀系統，主要由MSP430F1222晶片，以及與MSP430F1222晶片連接的信息採集轉換電路和控制驅動電路、電源系統構成。本實用新型的優點在於能自行進行測量並能計算其重量。
文檔編號G01F23/14GK202533144SQ20122021144
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者林鋒 申請人:四川優的科技有限公司