文档介绍：摘  要:用带有串行总线接口的MCU及器件设计热量表电路,达到电路简单和稳定可靠的热量丈量。我国居民取热计量收费已是大势所趋,但也是一个热门、难点题目。计量正确与否直接关系到热量的公道收费和用户的亲身利益,也关系到供热事业的生存和发展。热量表是用于丈量热交换系统中载热流体开释热量多少的计量用具,用法定计量单位显示热量。热量表热量计量框图如图1。图1 热量计量框图将经过严格配对的温度传感器,分别安装于热交换回路的进口和出口的管道上;流量传感器安装于出口或进口管道上。配对温度传感器检测热交换系统进口和出口流体的温度,流量传感器检测流经热交换系统的流量。微控制器将采集到的温度、流量数据进行处理,计算出热交换系统所开释的热量,并进行存储或显示。热量表主要由温度检测、流量检测和微控制器组成。热量的计算公式为:式中Q载热液体开释的热量(KJ),qm流经热量表载热液体的质量流量(Kg/s),hi,h0热交换系统进口温度和出口温度对应的载热液体的焓值(KJ/Kg),t时间(s)。从上式可以看出,要计算热量,必须首先检测进出口温度,然后根据温度查表计算对应的热焓值。热焓值在不同温度下其值不同,既是温差相同,但进出口温度不同,所开释的热量也不相同。热量表电路设计温度检测电路温度传感器选铂电阻PT1000,铂电阻温度传感器化学性质稳定,正确度高,使用方便,不需冷端补偿。热量表测温范围不大(0~95℃),能够满足要求。温度-电压转换采用桥路方式实现,电路如图2。图2 温度检测电路桥路电源Vref由MAX6192-,温漂5ppm/℃。桥臂电阻R1、R2、R4选用同温度系数的精密电阻,减少环境温度变化引起桥路输出的漂移。另外,为减少铂电阻自热温升,R1、R2阻值选用49K,,这样因自热温升而产生的丈量误差可忽略不计。铂电阻的非线性通过软件的方式进行线性处理。流量检测流量传感器选用远传热水流量计,工作温度0~95℃,传感器为磁敏感器件。当热水流过并达到1升或10升时发出脉冲,该脉冲经过滤波处理送给微控制器,作为流量质量累计和热量计算的基本质量体积单位,即1升/每脉冲或10升/每脉冲。监控电路作为户用热量表,通常供电为电池,需要实时检测电池电压是否低于正常范围,不在正常范围,监控电路及时检测并给MCU发出信号,提示更换电池。与此同时,MCU立即保存有关数据。另外,对于磁干扰,监控电路及时检测给出指示。微控制器微控制器框图如图3。图3 微控制器原理框图微控制器以低功耗,电气连接最少,各功能模快之间相互干扰小的原则进行设计。众所周知,串行总线技术如I2C,从早期大量应用于视频、音像系统,现在已应用于测控领域。其规范的完整性,结构的独立性和用户使用的“傻瓜”化等明显特点,促使具有串行总线接口功能的MCU及其外围器件不断出现。用具有串行总线接口器件设计的电路,能够实现电气连接简单,低功耗,模块化。为此,MCU选用MICROCHIP公司的PIC16F873,它具有I2C,SPI接口,~。片内FLASH、EEROM为程序和数据的保存提供方便,具有的休眠功能使其功耗更低。A/D转换选用AD7705,它有两路差分输进,满足两路温度丈量,差分输进经内部可编程放大及16位A/D转换器输出数字量。AD7705与单片机之间通过SPI串行总