涡轮流量计标定装置及测量电路设计
正相关时，其比例系数即为传感器的仪表系数 K（1m3 ），如式（7）所示：
K?f （5.2） qv即
qv?f （5.3） K在同一时间内，传感器的脉冲数 N 与流过管道的液体体积 V（m3）也成正相关，其比例系统也为传感器的仪表系数 K（1m3），如式（9）所示：
K?N （5.4） V
图5-2切向涡轮流量传感器的工作原理
1－喷嘴；2－涡轮；3－电感
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6 转速传感器所连接电路及步进电机调控装置
6.1传感器后信号调理电路设计
6.1.1转速传感器所连接电路
随着转速的变化，转速传感器输出频率信号的幅值和频率也在变化。针对本文所研究的，其转速传感器输出信号的幅值在几百毫伏到几伏之间，频率在100Hz到10KHz之间，并且为一个近似正弦信号。无论从波形和幅值上来讲该信号都无法直接送入电子控制器，需要经过信号调理电路转换为0 到3V的方波信号才能被DSP所接受。
图6—1 转速传感器信号调理电路原理图
如图6—1为采用Altium Designer 6 软件绘制的信号调理电路原理图，Altium Designer 6是Protel 的最新版本，是一款专门用于电路板级设计的软件，它能完成电路的原理图设计与PCB板的绘制。在此之前要进行对该电路的仿真，则采用Proteus 7 Professional 进行电路仿真，这是一款广泛用于仿真的软件。信号调理电路设计的前提是：转速传感器输出信号的幅值在0.2V到5V之间，频率在100Hz到10KHz之间。信号调理的功能为将转速传感器信号转换为同频率的0到3V的标准方波信号，其原理为：首先，由电阻和电容构成低通滤波器，滤除频率高于10KHz的高频干扰信号；然后，由于输入信号的幅值很小时无法使限幅电路中的二级管导通，所以需要先经过一个放大5倍的反向放大器进行放大，再经过两个反向并联的二极管限制电路把信号的幅值限制在+0.5V的范围，这样保证了后续电压放大的一致性；接着采用AD620放大器将信号放大3倍，并且将电压幅值抬升1.5V。根据公式（1）选择Rg的大小，确定AD620的放大倍数G;AD620的5引脚接参考电压，此时AD620的输出根据公式（2）确定。至此，已经得到的0到3V左右的正弦波信号，最后由CD4093史密特触发器可以将其转换为0到3V的方波信号，CD4093的电源电压为3V。
49.4k?G??1 (6.1)Rg Vout?Vin?G?V5 (6.2)
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为了验证所设计的信号调理电路的功能，在Proteus 7 Professional中进行了原理图仿真分析，采用正弦电源模拟转速传感器的输出信号，分别将该信号设置为幅值0.2V频率100Hz和幅值5V频率10KHz的正弦波，在图6—1电路中设置了5个探测点， V0为传感器信号，V1 为经过滤波后的信号， V2为经过放大和限幅的信号， V3为经过放大和幅值抬升的信号， V4为总输出信号。图6—2和图6—3为转速传感器信号调理电路仿真结果。 由仿真结果看到，当地转速传感器输出信号的幅值在0.2V到5V之间，频率在100Hz到10KHz之间时，信号调理电路总能将其转换为同频率的0到3V的标准方波信号。
图6—2输入正弦波幅值0.2V频率100Hz的仿真结果
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图6—3输入正弦波幅值5V频率10KHz的仿真结果
6.1.2转速传感器所连电路的软件绘制
（1）利用Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路图，如图6—4 以及图6—5：
图6—4 Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路图
图6—5 Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路调通后图
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如图6—4左侧仿真示波器A口接于输入端，A口检验波为黄色。可见图6—5左侧对应图6—4左侧仿真示波器检测出正弦波，所以证明输入为正弦波。图6—4右侧所示仿真示波器与图6—5右侧对应，图6—4右侧仿真示波器A、B、C、D接口依次从左至右接在如图6—4所示位置，其波形颜色依次为黄、蓝、紫、绿，在图6—5右侧可见波形从正弦波经过调理电路逐渐变为方波。
（2）利用Altium Designer 6软件绘制的PCB图，如图6—6：
图6—6 Altium Designer 6软件绘制的PCB图
涡轮转动通过电感感知出的正弦波由左侧J2输入，经过传感器信号调理电路的处理，最终得到的方波由右侧J1输出。输出后的方波连接到电脑即可识别，并且能够根据脉冲数来判断流量。
6.2步进电机调控装置
涡轮的转动需要步进电机提供其转动所需动力，本套装置中包含三个部分，分别为；并口卡.电动机以及HYQD—100两相混合式步进电机驱动器。
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