项目选题含义：
如今的全球问题无疑是动力问题，由于动力引起的战役也不可胜数，而未来国与国之间的竞赛首要仍是动力战。因而研讨石油的粘性至关重要，由粘性测验数据可以判别石油地点的层次然后分辨出其纯度，这样可以判别测验区域内的石油含量以决议是否挖掘。这样可以节约资源，不糟蹋人力物力在没有运用价值的地域上。当今社会商品的质量也是很值得重视的问题，有些音频都掺杂其他有害的成分，也可经过本项意图制品测验其粘度用来判别真假。
液体粘度概述
当液体在安稳活动时，一般状况下归于安稳层流的状况，也便是同一层面上的液体活动状况完全相同。假如液体的内部各层之间的活动速度不同，那么液体内部相邻的层之间就会发生相对运动，则液体内部的该两层之间便会发生彼此效果力，称为粘性力，衡量这个粘性力巨细的一个物理量称为粘度[25]。
粘度是液体的一个固有特点，其巨细由于液体的品种不同而不同，一起外界环境的温度、压力等要素也影响着液体的粘度。
一切液体都是具有粘滞性的，日子中的许多现象都说明晰这一点。例如，当使一个盛满液体的容器环绕其竖直轴心旋转时，其内部的液体也会跟着旋转，这正是由于液体在容器壁处遭到了液体与容器之间的粘滞力所引起的。首要，容器的旋转，使紧邻容器壁的一层液体由于粘性力的效果也跟着旋转。然后，紧邻容器壁的一层液体又由于粘性力的效果带着与其相邻的一层液体旋转。这样，容器中的一切液体都会由于粘性力的效果跟着旋转了。仅仅越往里的液体层的旋转速度越小。
相同，在管道中活动的液体也是如此。由于管道壁是停止的，所以就会使紧邻管道壁的一薄层液体也处于停止状况，这层液体也束缚着与其相邻层的液体的活动。所以，在管道中活动着的液体分红了很多的薄层，跟着薄层间隔管道壁的间隔越挨近，液体的活动速度越慢，其速度分布图如图2-1所示。
首要丈量原理
以上述原理为根底，我选用了一种依据电磁感应的液体粘度丈量办法，本办法结构简略，易于完成，抗干扰能力强，适合于现场环境下的在线丈量。其首要由操控丈量电路、柱状不锈钢容器、两个环形电磁线圈组成，在柱状不锈钢容器中有一个圆柱形高剩磁耐高温永久磁铁作为运动活塞。这样在电磁线圈与活塞之间可以供给很大的效果力，然后进步仪器丈量灵敏度和添加丈量规模，并能削减样品中杂质对丈量的影响，进步仪器的丈量精度。
该办法的作业原理是:在丈量室的两头别离装置一个电磁线圈，丈量室内部有一个圆柱形高剩磁耐高温永久磁铁作为活塞。当其间的“B”线圈被激活时，活塞被电磁力触动而往丈量室B端运动。此刻被截流的入口处的液体被迫在活塞的周围活动。液体越粘，活塞运动就越慢。在这一进程中 “A”线圈用来监测活塞的运动。活塞一旦抵达丈量室B端，上面的“A”线圈就会被激活而 “B”线圈开端监测。在这个进程中，不断地有液体被引进到活塞周围。一起“B”线圈监控活塞运动。当活塞再次挨近丈量室A端时，“B”线圈就会被从头激活，开端重复曾经的进程。由信号收集处理单元测得活塞往复运动的时刻，便可以依据液体粘度与活塞往复运动时刻的数学模型计算出液体的粘度。图2-3是该办法的结构原理示意图。
前期首要作业
(1)理论剖析
对活塞在充溢液体的柱状不锈钢容器中运动时所遭到的液体的粘性阻力进行理论剖析;对电磁线圈的电磁场强度，以及其对永磁铁活塞的电磁驱动力的改变规则进行理论剖析。
(2)机械探头结构规划
机械探头结构需求完成的功用是为两个电磁线圈供给装置空间，并为永磁铁活塞供给运动空间，其间电磁线圈驱动活塞做往复运动。一起探头需求可以浸入液体中，使液体可以自在进入活塞的运动空间，然后丈量液体的粘度。
(3)驱动信号发生电路规划
由丈量原理可知，电磁线圈需求驱动永磁铁活塞做往复运动，所以，要对两个电磁线圈别离加载驱动信号。依据丈量要求中活塞的运动规则，两个线圈的驱动信号应为互补信号，且其改变规则由活塞的运动规则的反应来进行操控。
(4)反应丈量部分电路规划
丈量体系是依据活塞运动规则实时发生驱动信号，这就要求体系可以检测活塞运动规则的反应信号，并记载活塞往复运动的时刻，然后得到被测液体的粘度。
(5)硬件程序编写
依据驱动信号的发生和反应信号的检测以及记载活塞的往复运动时刻的要求，编写硬件程序，并将记载的数据传送到上位机进行处理。
实验规划道路
依据电磁感应的液体粘度丈量体系规划首要包含操控处理电路规划、机械结构部分规划和软件程序规划三部分。操控处理电路规划首要包含：中心操控处理芯片的挑选、芯片的外围电路规划、操控电路电路规划和处理电路电路规划。机械结构部分规划旨在完成电磁线圈驱动永磁体活塞在被测液体中往复运动。其间要求：被测液体可以自在进入活塞的运动空间;线圈的装置空间具有杰出的密封性。软件程序规划首要完成丈量体系的操控功用和处理功用。 1.信号发生电路规划
信号发生电路规划既电磁线圈驱动信号发生电路规划，要求发生驱动信号驱动两个电磁线圈完成两个电磁线圈替换通电，然后驱动两个线圈之间的柱状永磁铁活塞往复运动。
为了使电磁线圈对柱状永磁铁活塞的驱动力为恒力，本体系选用稳定电压的方波信号作为驱动信号。
方波发生电路计划挑选
微操控器发生方波
微操控器发生方波完成十分简略，首要是运用I/O口发生凹凸电平，再经后续电路的处理即可。后续电路的处理首要有以下办法：
1.运用D/A转化器将I/O口输出电平转化成模仿信号，再将扩大电路扩大;
2.直接将I/O口输出电平进行阻隔扩大，作为驱动信号;
3.将I/O口输出电平进行阻隔扩大后操控功率器材的通断，然后发生驱动信号。
归纳剖析运用微操控器发生方波完成便利，易于调理。而且考虑到后续感应信号检测处理电路的需求，运用微操控器更能满足要求。
1.方波发生电路规划
方波信号发生电路首要由单片机某一I/O口替换发生凹凸电平，再由反相器得到其互补信号，构成一对互补信号。然后，将两路信号经过光电耦合器阻隔后别离驱动两个开关管，然后操控电磁线圈的通断。
由于本体系中是用单片机输出的数字信号驱动开关管和电磁线圈等大功率器材，所以运用光电耦合器阻隔前面的数字部分和后边的模仿部分
本规划中选用的光电耦合器是TLP521
光电耦合器的作业原理是输入的电信号驱动发光二极管，使之宣布必定波长的光，被光探测器接纳而发生光电流，再经过进一步扩大后输出。这就完成了“电—光—电”的转化，然后起到输入、输出阻隔的效果[43]。
本规划选用MOS开关管的通断来操控电磁线圈的替换通电，两个电磁线圈别离和两个开关管串联，光电耦合器的输出信号操控开关管的导通和截止，然后操控电磁线圈的通电状况。
2.程序规划
程序首要完成方波驱动信号的发生、感应电压信号的检测处理、活塞往复运动时刻的记载以及经过串口向上位机传送记载的数据。
首要，对操控器进行初始化，包含设置定时器作业方式、装载定时器初值、设置串口作业方式、设置串行通讯波特率、开中止等。正常作业时，操控器经过检测活塞往复运动时发生的感应电压信号来操控方波翻转，然后驱动活塞持续往复运动，然后再次发生感应电压信号。所以，进入操控器主程序后便开端循环检测感应电压信号，一旦检测到有感应电压信号反应到操控器，程序当即操控操控器I/O口翻转方波信号，驱动活塞反方向运动，记载活塞的运动时刻(由定时器T0计数得出)，从头计时，并向上位机发送记载的数据。
可是，有时或许未能检测到感应电压信号，此刻方波不在翻转，活塞便无法持续往复运动，也就不会再有感应电压信号。所以程序中规划了超时溢出，并进行了溢出处理，使程序可以在未能检测到感应电压信号的状况下持续正常作业。假如长时刻未检测到感应电压信号，则程序超时溢出，一起翻转方波，驱动活塞持续往复运动，从头计时，而且重载超时计时器。这样体系便能康复到正常的作业状况。
