当前位置:首页 > 测量控制
  • 屏蔽线如何接地_屏蔽线接地的安装图

    屏蔽线如何接地_屏蔽线接地的安装图

      屏蔽线如何接地_屏蔽线接地的安装图   在测量控制中有供电地系统、模拟信号地系统、数字信号地系统。为了消除各地系统之间的相互干扰,各地系统的地应隔离开。但地与接地是不同的概念,这里的地是指系统的公共参考点。而人们常说的接地,就是将公共点接地来固定“零电位”。接地是为了安全、防止危险,在生产现场大都是采取将接地系统就近接地,如果接地点在一个以上,就产生了地回路,也就会出现流过地回路的电流,这样就会形成耦合干扰问题。      图1屏蔽线两端接地示意图   如图1中接地点A和接地点B之间会有电位差,也就会有电流,该干扰信号会与有用信号相混合,这是第一种干扰信号。图1中信号线的屏蔽层如果在信号源和二次仪表两端都接地,则屏蔽层的感应电流通过屏蔽层与信号线的分布电容,会耦合到信号线中,该干扰信号混到了有用信号中,这是第二种干扰信号。要消除第二种干扰,首先就要避免产生地回路,而采取屏蔽层一端接地可达到目的,即信号源和信号屏蔽线只在一处接地,使地回路断开,如图2所示,这时虽然二次仪表公共点与接地点B是相连接的,但也不会形成地回路了。同时二次仪表的输人端对地采取浮空措施,使二次仪表输人信号线路与机壳隔离开,这样效果更好,采用这些方法基本可防止地电流干扰的产生。      图2屏蔽线一端接地示意图   一点接地时,选择接地点也很重要,对于屏蔽线其接地点应靠近被屏蔽的感应电路的入地点,如图2中,如果B点是高电平电场,A点是低电平电场,为避免高电平电场对低电平电场的干扰,接地点应尽量靠近低电平A的入地点。   如果屏蔽的是信号线,应靠近干扰源处接地,总之接地的原则是尽量使屏蔽层上的感应电流不流入信号线,以避免引入干扰。如将接地接在二次仪表的输入端,则屏蔽层的感应电流可能就会流经信号线引入干扰。但将接地点接在A点,由于屏蔽层与信号线处被认为是等电位的,则没有电流流经信号线。   对于信号线长距离传输时,由于单根导线长度所限,可能会涉及延长线的接线问题,这时应保证屏蔽的连续性,即尽量避免使用接线盒,如果必须用接线盒时,要使屏蔽与信号端子尽可能近些,露出的信号线长度以不大于20mm为妥,这时屏蔽层也要用端子来进行连接或焊接。

    时间:2020-05-28 关键词: 屏蔽线 测量控制

  • 谈一谈设计方法和智能传感器的研究领域

    谈一谈设计方法和智能传感器的研究领域

    智能传感器系统的实现是在传感器技术、计算机技术、信号处理、网络控制等技术的基础上发展起来的,并随这些技术的发展而发展,但不是这些技术的简单合成。无论是微处理器还是网络技术,都不是原来一般技术的简单合成,下面针对网络化传感器系统所涉及的一些问题进行分析。 首先,系统构成。从计算机技术角度来看,一般计算机系统所处理的数据是数字信号,且是直接通过外部设备输入的,这些信号本身会受到外部设备限制。但是对于传感器系统来说所面对的是与外界环境相关的模拟信号,信号与外界的一些物理量相关。这意味着信号的存在和信号的出现是受到环境限制的,为了满足控制实时性的需要,信号的采样必须保证实时性。 其次,信号处理方法。在网络化使用环境中,即插即用是对网络中的每个设备最基本的要求。但是由于每个被测物理量通过传感器时输入输出的关系是不定的,有些是线性的,但更多的是非线性的,必须保证系统能够准确识别被测对象,一方面要能够确定探测器信号的位置,另一方面要能够确定传感器输入输出之间的关系以及物理量(一般被测物理量和传感器输出物理量不一定一样。例如电容式压力传感器输入为压力,输出为电容)。这类似于传统传感器设计时涉及到的标定问题,但是不完全一样。因为一般传感器设计中无须考虑输入输出物理量,仅仅只考虑它们之间的关系。 再次,需要考虑外部接口。从网络化智能传感器的应用来说,其一般使用在自动化现场的测量控制级,相互之间需要通过现场总线连接在一起。对于不同的应用场合,现在已经有很多不同的总线标准协议。要保证所设计的传感器完全满足这些协议比较困难,这就必须考虑接口问题。这是智能网络化传感器与普通传感器最大的区别。 最后,软件工具的开发。由于过去传感器完全是由硬件所组成,因此研究的对象主要局限在传感机理、材料、结构、工艺等物理方面。而智能传感器的智能性则是在硬件的基础上通过软件实现其价值的,软件在智能传感器中占据了主要的成分。而且智能化的程度是与软件的开发水平成正比的,相信在不久的将来,基于计算机平台完全通过软件开发的虚拟传感器会有十分广泛的应用。软件开发工具包括设计、管理和通讯管理等不同方面。目前这类工具已经开始出现,一般C,LabView,ActiVeX等工具软件都可以完成。软件的功能主是与软件的开发水平成正比的,用以实现传感器模型建立、标定参数建立、最佳标定模型选择等。尽管智能传感器的构成方法并非在所有的场合使用都是合理的,但是在许多的应用中,其相对与传统传感器的优点是无法抗拒的。在大多数情况下,智能传感器价格便宜、使用方便、性能优越、维护简单、功能扩展容易的优点是传统的传感器所无法比拟的。特别是在一些应用传感器较多的场合,无疑智能传感器将是最为合理的选择。 目前来说,考虑到投资因素,由于在过程测量控制领域中系统设计寿命一般都有几十年,尽管传统所使用的测量控制主要是模拟量传输的,而符合现场总线网络标准的智能传感器有很多优点,但是更换这些传感器执行器需要花费很多的时间和增加很大的投资,这种系统还会存在相当长的一段时间。过去这类系统功能的扩展比较困难,因此多种系统共存的局面将维持一段时间。

    时间:2019-08-02 关键词: 智能传感器 设计方法 测量控制

  • 新型测量控制棒反应性仪填补国内空白

    近日,由中核集团所属中国核动力研究设计院研制的第三代数字反应性仪在零功率试验堆上顺利完成了计划的全部物理试验。试验结果表明,新型反应性仪能够实时一次性准确测量核反应堆控制棒的积分价值,性能达到国际先进水平,填补了国内空白。 第三代数字反应性仪堆上试验的成功将标志着核动力院在国内率先突破了动态刻棒技术的理论和方法,掌握了核心技术和自主知识产权,增强了在该领域的核心地位,为增强国产品牌作出了应有贡献。 第三代数字反应性仪是物理学理论和现代测量仪表技术的一次完美结合和革新,拓展了反应性仪的应用空间。就核电厂而言,可以将电厂物理启动过程中刻度控制棒价值工作的时间缩短到8小时,对于提高核电厂经济性具有重大意义。另一方面,这也开启了利用智能化仪表优化、简化以往传统试验方式的研究方向,前景广阔。 目前,国内外在用的绝大多数反应性仪采用的物理模型对大反应性不能够直接准确测量,往往需要间接得出,在未来越来越难以满足核电服务的现实需求。此次核动力院研发的第三代数字反应性仪通过对核电市场的广泛调研分析,进而前瞻性地进行项目立项研发,成立了多专业的联合攻关团队,在短短一年时间内,经历了物理建模、物理仿真、设备设计、设备研发和试验验证等多个重要阶段,攻克了多项关键技术。

    时间:2013-07-04 关键词: 测量控制

  • 以8051单片机为核心的电机转速测量控制程序

    以单片机8031为核心, 利用8279芯片实现按键输入和利用数码管显示所测转速,利用ADC0809将输入电压模拟量转化为数字量(实验箱内部已接好相关接口)控制电机转速的目的。然后利用DA0832将电机上的传感器配合DA0832的CKMOT接口将脉冲信号接到8031的INT0,利用外中断实现速度的测量,一次外中断会使速度计数器自动加一,利用定时器产生一秒的计时,得出一秒内速度计数器的值就可以得到电机的转速。另定时计数器每250MS产生一次定时器中断,利用中断来检测是否有新的控制信号输入,以达到实时控制转速的目的。      ORG 0000h    ajmp main    ORG 0003h  ;外部中断0    AJMP ZS    ORG 000BH  ;定时计数器0中断    AJMP JS    ORG 0100H main: mov sp,#60h       CLR PSW.5    ;清零标志位    SETB P1.0    ;置位检测位    setb et0    SETB IT0 ;外部中断0下降沿有效    SETB EX0 ;允许T0中断    mov DPTR,#5FFFH ;8279初始化    MOV A,#0DCH    MOVX @DPTR,A WAIT: MOVX A,@DPTR       JB ACC.7,WAIT    MOV A,#00H    MOVX @DPTR,A    MOV A,#34H    MOVX @DPTR,A    MOV R0,#30H ;清零所用数值缓冲区 CL:   MOV A,#00H    MOV @R0,A    INC R0    CJNE R0,#36H,CL    MOV 36H,#200    MOV 37H,#20    ACALL DIR TIME: MOV TMOD,#02H ;一秒定时       MOV TH0,#6    MOV TL0,#6    SETB TR0  ;开启T0中断    SETB EA LOP2: JNB PSW.5,LOP3       CLR PSW.5    ACALL DIR   ;到一秒显示转速    JMP LOP2 LOP3: MOV DPTR,#9FF4H ;启动a/d    MOVX @DPTR,A    ;ACALL DELAY1    JB P1.0, $    MOVX A,@DPTR    MOV DPTR,#7FFFH ;启动d/a    MOVX @DPTR,A    AJMP LOP2 JS:   PUSH ACC   ;T0中断子程序       DJNZ 36H,OUT    DJNZ 37H,next    ajmp next1 next: MOV 36H,#200    ajmp out next1:SETB PSW.5    MOV 33H,30H    MOV 34H,31H    MOV 35H,32H    MOV 30H,#0    MOV 31H,#0    MOV 32H,#0    MOV 36H,#200    MOV 37H,#20 OUT:  POP ACC       RETI ZS:   PUSH ACC   ;外部中断子程序       CLR EX0    MOV A,30H    ADD A,#1    DA A    MOV 30H,A    CJNE A,#99H,OUT1    MOV 30H,#0    MOV A,31H    ADD A,#1    DA A    MOV 31H,A    CJNE A,#99H,OUT1    MOV 31H,#0    MOV A,32H    ADD A,#1    DA A    MOV 32H,A OUT1: SETB EX0    POP ACC          RETI      DIR:  MOV R0,#33H       MOV DPTR,#5FFFH    MOV A,#92H    MOVX @DPTR,A    MOV R2,#03H LED:  MOV A,@R0       ANL A,#0FH       MOV DPTR,#LEDTAB    MOVC A,@A+DPTR    MOV DPTR,#5EFFH    MOVX @DPTR,A    MOV A,@R0    SWAP A    ANL A,#0FH    MOV DPTR,#LEDTAB    MOVC A,@A+DPTR    MOV DPTR,#5EFFH    MOVX @DPTR,A    INC R0    DJNZ R2,LED    RET LEDTAB:DB 0c0H,0f9H,0a4H,0b0H,99H,92H,82H,0f8H,80H,90H DELAY1: MOV R6,#5 DELAY2: MOV R7,#200         DJNZ R7,$         DJNZ R6,DELAY2    RET   END  

    时间:2012-09-19 关键词: 8051 单片机 程序 测量控制

  • 测量控制和实验室用电气设备国标获奖

    机械工业仪器仪表综合技术经济研究所申报的《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》项目,经中国机械工业科学技术奖评审委员会评审,并经中国机械工业科学技术奖管理委员会批准,荣获2011年度中国机械工业科学技术三等奖。 该项目由柳晓菁博士负责完成。项目主要完有柳晓菁、郭建宇、梅恪、郑旭和王麟琨。该项目从2002年4月开始,于2010年4月结束。 本项目的研究是针对测量、控制和实验室用电气设备领域,以国际先进的安全标准IEC61010-1、IEC61010-2的基本原理和技术为基础,制定符合我国测量、控制和实验室用电气设备领域实际发展状况的国家标准;在研究电气安全技术和制定相应标准的同时,开展测试关键技术研究,完成测量、控制和实验室用电气设备的安全测试规范,构建电气安全测试平台,开发基于IEC61010的仪器仪表安全性能测试系统。 该项目成果:制定了GB4793.1~GB4793.3、GB4793.5~GB4793.7《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》共6项中国国家标准;完成测量、控制和实验室用电气设备的安全测试规范6项;开发成功了基于GB4793的仪器仪表安全性能测试系统;建立了中国合格评定国家认可委员会认可的测量控制设备及系统实验室;将“仪器仪表的安全要求、试验与设计”纳入国家人事部专业技术人才知识更新工程并举办培训班。发表了电气安全科技论文8篇;培养研究生2名。该项目成果为国内首创,达到国际先进水平。 在此向获奖人员表示祝贺。希望全所科研人员继续努力,争取取得更大的成绩。

    时间:2011-11-24 关键词: 实验室 国标 电气设备 测量控制

  • 基于ARM920T核的电磁流量仪表的开发

    0 引言  随着流量检测仪器的技术发展,对流量的测量仪表提出了更高的应用需求。传统的流量检测仪表一般依据各自的测量机理,通过简单的信息分析处理来完成测量工作。因此,在处理能力、测量精度、误差修正、功能扩展等方面都存在着局限性。新一代流量检测仪器将以更优良的性能取而代之。目前,高速、高精度、大容量的嵌入式处理器在控制和测量领域的应用越来越普遍。1 电磁流量仪表的基本原理  电磁流量仪表是依据法拉第电磁感应定律来测量管内流体流量的测量装置,现把电磁流量仪表传感器原理说明,如图1 所示。图1 电磁流量仪表传感器原理图  当流体在管道内流动经过一横向磁场B的时候,相当于有一定电导率的导体在切割磁力线,形成动生电动势和感生电流,通过管道径向两电极可以引出该电动势E,其大小与磁场B、流速V和管径D成正比,即:  E = B·V·D (1.1)  流体的体积流量Q与流速V和管道内截面成正比,只要测量出两电极之间的电动势E,即可确定流量Q。  Q = V·πD2/4 =πD·E/4B (1.2)  当励磁电流、管道尺寸和流体密度ρ确定的情况下,流体的质量M 仅取决于对两电极间的感应电势 E 的检测。电磁流量仪表的数学模型为:  M = Coe·ρ (E-E0)·x (1.3)  其中: Coe 为仪表系数;E0 为仪表零点修正;x 为多段非线性修正。2 系统组成结构  电磁流量仪表由测量装置和电路两部分组成 ,电路部分主要由检测输入模块、励磁输出模块、流量输出模块、图形显示模块、键盘模块、通信及调试接口、电源模块、以及最重要的基于 ARM9 嵌入式系统的核心板组成。图2 给出了嵌入式电磁流量仪表的系统框图。图2 电磁流量仪表系统结构框图  系统经过初始化之后,核心板向励磁模块输出一数字量的励磁信号,经过 D/A 转换和电流放大,驱动传感器的励磁线圈产生一定强度的磁场。传感器的流速感应电极送出微弱的感应信号经过输入模块的放大滤波处理,经过 A/D 转换成数字量输入ARM9 处理器,进一步进行数字分析处理。通过显示模块直接显示瞬时流量、累积流量和动态流量图形。另外由流量输出模块输出 4~20 mA 的标准的智能仪表瞬时流量信号。  2.1检测输入及 A/ D 转换电路  1. A/D信号的转换机理  A/D转换器是将模拟量信号转换成数字量信号的电路。模拟量可以是电压或电流信号。对于声、光、压力、温度、湿度等随时间和状态连续变化的非电信号的物理量,可通过合适的非电信号的物理量传感器(如液位传感器、压力传感器、温度传感器、光电传感器)转换成电信号。模拟量只有转换成数字量才能被LED数码显示和自动化控制。或被计算机采集、分析、计算。目前,A/D转换的种类很多,根据转换原理可以分为逐次逼近式、双积分式。常见的A/D转换器的有效位数有4、6、8、10、12、14、16位等多种。 A/D转换过程包括取样、保持、量化、编码4个步骤,一般前2个步骤在取样保持电路中1次性完成,后2个步骤在A/D转换电路中1次性完成。  2. 检测输入模块  检测输入模块包括差分测量放大器、低通和高通滤波器、增益放大器以及 A/D 转换电路,如图3所示。图3输入及 A/ D 转换电路框图  由于电磁流量仪表的电极输出信号非常微弱,一般只0—10mV数量级,而且,工业环境干扰非常大。因此,为了保证测量精度,送入 A/D 转换的输入信号应达到- 215~+ 215V 的范围,其模拟部分电压增益应该在60dB以上。其中,前置放大器采用差分输入的仪表用放大器AD620,高通滤波和低通滤波采用二阶有源滤波器形成带通滤波器滤除工频干扰及杂波,放大器采用运放CA3240A完成。A/D 转换单元采用 MAX1297AEEG实现12位并行模数转换,直接与核心板的I/O线连接。  2.2励磁输出电路  电磁流量仪表的励磁电路的任务是向励磁线圈提供一稳定的驱动电流。电流波形为方波、三值方波和梯形波等形式,波形变化的目的是结合信号处理电路,分析在不同励磁方式下电磁流量仪表的精确度、零点稳定性和抗干扰能力等多项指标。为研制高精度电磁流量计作探索性研究。该电路由核心板的SPI2 口输出数字量,经过 D/ A 转换形成模拟信号,经V/I转换激励和带有电流负反馈的电流放大器输出,适合各种励磁波形的变化。结构框图如图 4所示。D/ A 转换电路采用 AD7243 芯片,实现 12 位的 SPI同步串行输入 , - 5~ + 5 V 的双极性输出。与 ARM9 核心板的SPI2口对接,如图4所示。图4 励磁电路框图  激励放大器采用 CA3240A 运放,其特点是电源电压高,能获得较大的输出动态范围。电流放大利用两对复合管实现,要求管子尽可能配对。接入励磁线圈后,引入大环路的电流负反馈,稳定输出励磁电流。  2.3流量输出模块  电磁流量仪表在实现测量、分析和处理的时候,除了现场显示瞬时流量和累积流量以外,通常还会输出一个标准的4~20 mA电流信号。因此,流量输出电路利用AD421转换电路实现了流量输出的功能。AD421芯片是一款低电压、串行输入的D/A转换电路,具备4~20 mA环路电流输出,支持 HART通信协议。  D/A转换的电压基准REFIN 选用芯片提供的REF OUT2(215 V)。流量输出电路中LV与 VCC 之间接00.1μF的电容,决定了由+24V的环路电源LOOP POWER产生313 V电源,+24V的环路电源LOOP POW-ER经内部控制电流由 LOOP RTN返回,形成4~20mA的电流环路。3 系统的软件设计  嵌入式处理器ARM9内核在电磁流量仪表的软件系统主要考虑的是核心板及各个硬件模块的初始化设置,系统在启动之后,通过调用底层的驱动程序完成核心板与各个硬件模块之间的命令控制和数据传送,建立相应的中断服务子程序及中断向量表。采用模块化结构建立系统程序,电磁流量计应用系统主要由定时器中断进行管理,励磁信号的输出和转换保持、感应信号的多次数据采集、流量的显示和对外输出等均由定时器的中断服务来完成。  本系统的软件平台主要是以嵌入式Linux为操作系统来实现开发环境的建立。MiniGUI为图形用户界面支持系统,在此基础上进行功能的研发。SQLite为数据库引擎,进行流量测量系统的数据库设计。  系统的控制流程完成参数设置、流量信号检测控制、报警等功能。系统启动后,在界面中显示当前状态并接收用户的输入设置,同时生成另一条线程实现流量的检测控制。4 总结  经过精心研究、开发、设计与实验,本文研制的基于ARM920T内核的电磁流量测量仪表有效地解决了液体流量的精确测量与控制问题,并能提高液体流量的测量精度,同时可以实现远程监控。该系统能够广泛地应用在石油化工、工矿等企业。该智能仪表选用的嵌入式微处理器S3C2410A,可以实现多种励磁方式、数据的 USB 存储、以太网络通信、彩屏显示等功能。同时在该电磁流量仪表的设计过程中,采用了先进的硬件与软件协同设计方案。另外,S3C2410A在电磁流量仪表系统中作为高端的应用研究,在硬件上采用了模块化设计方法,提高了电磁流量仪表的应用和研究水平,降低了设计难度。  通过系统测试,该智能仪表能与工业中的自动化传感器连接,组成流量测量控制系统,能够被广泛地用于各种工业液体的流量测量与控制,比如化工厂试剂的流量测量,石油的流量测量,汽油煤油的流量测量等方面,并有很好的性价比,推广应用前景良好。  本文作者创新点: 本文把ARM9内核应用在电磁流量仪表中,使得电磁流量仪表在输入信号数字滤波、历史数据保存、输出多种励磁信号的变化、测量信息的特殊处理、测量结果的动态图形显示、人性化的管理和控制等方面得到了应用。  该电磁流量仪表能与工业中的自动化传感器连接,组成流量测量控制系统,并能够被广泛地用于各种工业液体的流量测量与控制,比如化工厂试剂的流量测量,石油的流量测量,汽油煤油的流量测量等方面,并有很好的性价比,推广应用前景良好。

    时间:2009-03-03 关键词: 流量 Linux 电磁 开发 电源技术解析 基于 仪表 arm920t 电磁流量 测量控制

发布文章

技术子站

更多

项目外包