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EFM32使用计划——电磁流量计

概述 电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的计量仪表,具有测量精度高、稳定性好、可靠性高等特点。电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相液体、高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积

概述

电磁流量计是一种丈量导电介质体积流量的计量外表,具有丈量精度高、稳定性好、可靠性高级特色。电磁流量计除可丈量一般导电液体的流量外,还可丈量液固两相液体、高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积流量,可广泛使用于水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、给排水、食品饮料、环保等工业技术部门,其产品的功用、质量和可靠性对上述企业的经济效益有着重要的影响。

传统电磁流量计一般选用8位或16位的单片机,单片机处理功用较弱和外围接口少,一起不合适做低功耗规划;针对用电池供电的电磁流量计,体系需运用低功耗、高处理性的32 位处理器,为此以下将具体论述依据EFM32的电池供电的电磁流量计计划。


电磁检测原理

电磁流量计的作业原理是依据法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,丈量管内的导电介质相当于法拉第实验中的导电金属杆,上下两头的两个电磁线圈发生稳定磁场。当有导电介质流过期,则会发生感应电压,作业原理如图1所示。管道内部的两个电极丈量发生的感应电压。丈量管道经过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)完成与流体和丈量电极的电磁阻隔。


图1 电磁流量计原理图

B-磁通密度;D-丈量管内径;V-流量信号(电动势);U-液体均匀轴向流速;则

依据法拉第电磁感应定律,感应电压强度可用下面的简式表达: V=kBLeU。

在圆形管道中,体积流量是:

由上式可见,体积流量qv与感应电动势v和丈量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关。这便是电磁流量计丈量导电液体体积流量的原理。


体系结构

依据EFM32的电磁流量计首要包含微操控器、流量传感器、体系电源、信号调度电路,共4个部分,体系框图如图2所示。


图2 电磁流量计体系结构

微操控器

电磁流量计的主控MCU能够选取带LCD驱动才能的EFM32TG840F32或EFM32G840F128,因为EFM32的产品各系列之间对应类型引脚直接兼容,用户可依据实践项目功用需求进行功用裁剪或晋级。主控MCU经过DA输出励磁信号驱动流量传感器的励磁线圈发生磁场,并担任收集与处理流量传感器输出的感应电动势,一起可操控按键、显现等人机界面;励磁信号可选用三值低频方波励磁方式,如图3所示;


图 3 励磁信号波形

流量传感器

电磁流量计的首要特色:传感器结构简略,没有机械滚动丈量部件;在丈量过程中,不受被测介质温度、粘度、密度以及电导率(在必定规模内)的影响;量程规模极宽,并只与被测介质的均匀流速成正比,而与轴对称分布下的活动状况(层流、湍流)无关,并且反响活络,线性好。


体系电源

电磁流量计为电池供电,EFM32的作业电压为1.85~3.8V,作业电压规模比较宽,在一些3.6V的电池供电体系中无需前端增加LDO芯片。

计划优势

相关于传统的8位、16位单片机完成的电磁流量计,依据EFM32完成的本计划具有以下优势:

超低功耗

EFM32是全球最低功耗的32位微操控器,RTC、DMA可运转的EM2形式下,功耗电流仅为900nA,不运转RTC的形式下可低至600nA,而在不保存RAM数据时更是只要20nA。一起,片上更是集成了低功耗外设:低功耗UART及I2C可运转于EM2形式下,可在CPU睡觉形式下完成数据的收发及数据辨认唤醒。因为电磁流量计为电池供电,对功耗有必定的要求,在对功耗要求比较高的场合乃至可由EFM32操控各模块的供电,最大极限的进步其待机时刻,因而EFM32的低功耗具有显着的优势。

降低成本

EFM32选用ARM公司的Cortex-M3内核规划,其运算功用优异,支撑硬件乘法器及除法器,支撑ARM和Thumb2指令集,使程序代码密度高,履行功率快。片上集成有AD、DA信号收集与输出模块。在显现上,EFM32集成了最高达8*36段LCD驱动,LG和GG系列可支撑320*240的16位TFT的RGB驱动,在带显现产品上可节约显现驱动%&&&&&%。

后续EFR产品

Energy Micro后续会推出RF与MCU的SOC产品,在接连接纳形式下只要4mA,在400MHz 0dBm的发送功率下5mA,10dBm时为14mA,最大输出功率为17dBm。最大接纳活络度为-121dBm 。传输速度可高达4Mbit/s。它关于完成无线抄表和数据远传功用的电磁流量计十分合适。

总结

EFM32具有优异的低功耗特性,十分合适于关于用电池供电的电磁流量计使用。EFM32内核选用现在盛行的Cortex-M3规划,极大地缩短了开发者的开发时刻。EFM32具有丰厚的外设,为体系扩展功用及降低成本供给了条件。因而,EFM32十分的合适于电磁流量计的使用。

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