工业流量计检定装置硬件系统的设计与实现

能源是国民经济的物质基础，天然气、石油等能源的流量计量是能源合理利用的重要保证。流量仪表可以实现对流量的计量，而流量仪表的准确性是通过流量计检定装置来衡量的。如今计算机技术及微电子器件的应用越来越广泛，在此基础上发展起来的计量仪表的准确度和可靠性都有了质的飞跃，由此对流量计检定装置提出了更高的要求。如何保证计量标准装置性能稳定、计量仪表测量准确是当今工业领域十分关注的问题，研制高精度的流量计检定装置有重要的科技和现实意义。
本文针对气体流量计检定需求，分析有关气体流量计量方法和标准，提出了气体流量计检定系统的功能目标、组成结构和设计方案。该系统是采用音速文丘利喷嘴多只组合成的气体流量标定装置作为气体量值传递标准，利用大气为气源，计算机控制的检定系统，适用于工业多种气体流量计的流量量值标定。
论文在研究分析数据采集、模数转换和计算机总线接口等理论和规范的基础上，设计实现了气体流量计检定装置的硬件系统，内容包括A/D数据采集卡、脉冲计数卡和输出控制卡的硬件电路设计，详细介绍了各个模块的功能和实现。检定系统通过数据采集卡和计数卡、控制电路板之间的交互信息实现对模拟信号的采集和执行机构的控制，完成检定功能。文中对模数转换、信号调理、光耦隔离、脉冲计数、开关量输出、计算机总线接口和逻辑控制等关键技术进行了较为深入的讨论，并设计实现了具体电路，为硬件系统开发了设备驱动和上层应用接口等辅助程序。
通过对硬件系统的性能和资源消耗进行测试和分析，以及工业现场软硬件系统整体测试和应用，本文验证了检定系统工作状态良好，系统成本较低、适应性和可靠性高，较好的满足了工业气体流量检定准确度、效率和经济等方面的需求，达到了预定的设计目标。