Simulátor čidla průtoku pro indukční průtokoměry
Title Alternative:Flow sensor simulator for electromagnetic flow meters
Loading...
Date
2011
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická Univerzita v Liberci
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá vývojem simulátoru čidla indukčního průtokoměru. Průtokoměry založené na elektromagnetickém principu jsou známy svojí vysokou přesností a dlouhodobou stabilitou. Tento fakt klade značné nároky i na proces kalibrace a ověření přesnosti přímo v aplikaci. Ve výrobním procesu je nutné řídicí elektroniku všech vyrobených kusů zkalibrovat tak, aby při stejném signálu z čidla průtoku vykazovala stejný výsledek. K tomuto účelu slouží právě simulátor průtokoměrného čidla. Využití tohoto simulátoru je navíc plánováno i pro servisní účely, kdy je třeba přímo v aplikaci ověřit přesnost, případně zjistit závadu přístroje. Z principu indukčního průtokoměru musí simulátor čidla průtoku plnit dvě funkce - jednak přesně generovat signál, odpovídající zadané hodnotě průtoku, jednak přesně měřit proud jdoucí do cívek a na základě jeho velikosti korigovat výstupní signál simulátoru. Při vývoji a návrhu obvodového řešení je kladen extrémní důraz na teplotní a dlouhodobou stabilitu. Navíc se jedná o generování střídavého obdélníkového signálu v rozsahu stovek nV až 2mV, což klade vysoké nároky na minimalizaci vlivu parazitních signálů, jako je šum, elektromagnetické rušení síťovou frekvencí, či transformační složka budicího proudu. Z tohoto důvodu jsou použity přesné 16bitové A/D a D/A převodníky řízené mikroprocesorem, přičemž je věnována zvýšená pozornost i topologii návrhu plošného spoje. Výstupem této práce je přenosný přístroj, obsahující klávesnici, display a vstupně výstupní konektory pro připojení modulu elektroniky průtokoměru. Externí komunikaci a programování přístroje umožňuje sériové rozhraní RS232.
This thesis deals with the development of simulator sensor electromagnetic flowmeter. Flowmeters based on electromagnetic principle are known for their high accuracy and long-term stability. This fact places significant demands on the process of calibration and accuracy verification directly in the application. In the production process there is necessary to set control electronics of all produced flowmeters the way, so that the same signal from the flow sensor could show the same result. The sensor simulator is designed just for this purpose. Utilization of this simulator is also planned for servicing purposes where is necessary to verify correct functionality of the meter electronics in the real measuring process. Based on electromagnetic principle, flow sensor simulator must perform two functions - in the first, just to generate a signal corresponding to the entered value of the flow, in the second to measure the current flowing to coil accurately and on the basis of its value to correct output signal simulator. There is put extreme stress on temperature and long-term stability by designing of this tool. Moreover, generated signal is a rectangular AC signal in the range of hundreds of nV to 2mV, which places high demands on minimizing of influence of parasitic signals, such as noise, electromagnetic interference line frequency and influence of magnetic field of the driving coil current. For this reason there is used a precise microprocessor-controlled 16-bit A / D and D / A converters with increased attention to the topology of the PCB design. The outcome of this work is a portable device containing a keyboard, display and input / output connectors for connection with electronics control unit of flowmeter. External communication and programming of the device is allowed by the serial interface RS232.
This thesis deals with the development of simulator sensor electromagnetic flowmeter. Flowmeters based on electromagnetic principle are known for their high accuracy and long-term stability. This fact places significant demands on the process of calibration and accuracy verification directly in the application. In the production process there is necessary to set control electronics of all produced flowmeters the way, so that the same signal from the flow sensor could show the same result. The sensor simulator is designed just for this purpose. Utilization of this simulator is also planned for servicing purposes where is necessary to verify correct functionality of the meter electronics in the real measuring process. Based on electromagnetic principle, flow sensor simulator must perform two functions - in the first, just to generate a signal corresponding to the entered value of the flow, in the second to measure the current flowing to coil accurately and on the basis of its value to correct output signal simulator. There is put extreme stress on temperature and long-term stability by designing of this tool. Moreover, generated signal is a rectangular AC signal in the range of hundreds of nV to 2mV, which places high demands on minimizing of influence of parasitic signals, such as noise, electromagnetic interference line frequency and influence of magnetic field of the driving coil current. For this reason there is used a precise microprocessor-controlled 16-bit A / D and D / A converters with increased attention to the topology of the PCB design. The outcome of this work is a portable device containing a keyboard, display and input / output connectors for connection with electronics control unit of flowmeter. External communication and programming of the device is allowed by the serial interface RS232.
Description
katedra: RSS; přílohy: 1 CD ROM; rozsah: 45 s., 5 s. obr. příloh.
Subject(s)
měření průtoku kapalin, indukční průtokoměr, teplotní stabilita a přesnost, measurement, fluid flow, electromagnetic principle, temperature stability and accuracy