1、靶式流量計原理概述

應(yīng)變式靶式流量計由表頭、靶桿、傳感器、靶片組成。靶片在流體的沖擊下產(chǎn)生形變之后，使得應(yīng)變傳感器中的應(yīng)變電阻阻值產(chǎn)生變化，電橋產(chǎn)生電壓差，通過信號采集、轉(zhuǎn)換、計算等操作，將電橋電壓值轉(zhuǎn)換為流量信息。

2、系統(tǒng)總體設(shè)計方案

靶式流量計的總體設(shè)計方案分為硬件設(shè)計方案與軟件設(shè)計方案。在硬件層面，主要由控制、測量、通信、電源、人機交互等模塊組成：

（1）控制模塊：以STM32單片機作為控制單元，控制整個系統(tǒng)運行，輔以供電電路與外圍晶振電路。

（2）測量模塊：根據(jù)上述測量原理，測量模塊需要測量流量傳感器電壓差、壓力傳感器電壓差、溫度傳感器電壓差，且本設(shè)備中，電池電量也由精度更高的測量模塊進行采集，并且發(fā)送至 MCU。

（3）通信模塊：本靶式流量計支持 RS485 通信、4-20mA 電流輸出、HART 通信并且兼具脈沖輸出功能。

（4）電源模塊：本靶式流量計在鋰電池供電時進行測量功能并且把測得數(shù)據(jù)存儲進單片機的Flash里，在又外接電源接入的情況之下，將進行各類通信功能。當(dāng)通過4-20mA芯片供電時，將開啟4-20mA輸出與HART通信功能，在通過24V轉(zhuǎn)3.3V電壓轉(zhuǎn)換模塊進行供電時，單片機對應(yīng)端口感知高電平，將開始脈沖輸出和RS485通信功能。

（5）顯示模塊與按鍵模塊：顯示模塊與按鍵模塊為人機交互功能的載體。根據(jù)流量推導(dǎo)過程，可知在測量環(huán)節(jié)中，我們需要輸入多種數(shù)值用于計算流量，所以按鍵與顯示屏也是必須的。

（6）接口板：接口板負(fù)責(zé)連接傳感器、預(yù)留各種通訊接口，通過插針連接主板，接口板上不進行其他電子元件排布，僅作連接功能，方便設(shè)備的安裝、調(diào)試與使用。

在軟件設(shè)計上，系統(tǒng)遵循上述硬件模塊圖相同的設(shè)計思路，通過模塊化的編程語言，編寫每個模塊并封裝為子程序。遵循測量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、通訊、LCD顯示、按鍵檢測的流程運行，并將其移植到操作系統(tǒng)中。