差压补偿测量系统的设计

     压差检测模块包括压差传感器和抗干扰转换电路，功能是将流量计入口与出口的压差△p转换为模拟电压信号。首先采用电容式压差传感器将压差△p转换为电容信号，电容式压差传感器具有结构简单、小型轻量、精度高和互换性强等优点，其工作原理是将压差的变化转换为电容极板相对位置的变化，从而改变电容量或容抗量；抗干扰转换电路将电容量或容抗量的变化转换为标准的电压信号，滤除干扰，从而达到非电量电测的目的。

     液体流量变化的复杂性给压差检测提出了较高的要求，其输出模拟电压信号能否实时准确的反映压差的变化是检测的关键。在**测量中，压差△p是时变的微小信号，易被各种干扰淹没，必须提高信噪比，故电容转换成电压的电路需要进行抗干扰设计。平衡电路能够很好地抑制共模，经导线传导耦合到电路的噪声干扰可加滤波器消除。压差检测电路的设计将影响到整个系统的精度。

    2 信号采集与转换

     采用电压放大电路和A/D转换电路，将模拟电压信号放大并转换成可被单片机接收的数字信号。

      3 信号的分析与处理

      由单片机来分析信号，实施合适的控制策略。由于压差△p控制系统的非线形、时变不确定性和纯滞后性，故很难获得系统的**数学模型，采用模糊PID控制是较为理想的选择。模糊PID控制将模糊决策理论和PID控制结合起来，发挥两者的优点。这种Fuzzy—PID复合型控制器，将实践积累的经验知识用控制规则模型化，然后运用推理便可对PID参数实现*佳调整，对复杂控制系统具有良好的控制效果[3]。其中，模糊控制规则确定的原则是必须保证控制器的输出能够使系统输出响应动、静态的性能达到*佳，是控制性能实现的关键。模糊控制器的结构如图4所示。
   4 控制电机的驱动

     单片机发出的控制信号驱动控制电机，调整转子转速n，使之与流量的实际值v0匹配。采用步进电机作为控制电机，因为步进电机可以接受数字信号，但不能直接接受A/D转换器输出的脉冲，必须使用专用的驱动设——步进电机驱动器，步进电机和驱动器构成了一个有机整体，其运行性能取决于两者的密切配合。

      5 结束语

     容积式流量计以其独特的优点在工业界流量测量领域获得了广泛的应用，但由于本身的结构特点，使它的测量精度不够高。本文根据流量计结构和测量误差，结合传感器技术和控制原理，提出用差压补偿法进行容积式流量计流量的测量，该方法不需改变原来流量计的结构，简单易行，通用性强，测量精度高，可广泛应用到各种要求较高的流量测量中。
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