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流速儀信號計算機采集系統的設計2002年9月（2） 電路的抗干擾能力是一個非常關鍵的問題。開始實際調試時，由于電源及信號線處理得不好，干擾信號與觸點的抖動信號交織在一起，導致計算機無法分辨出哪是干擾波形哪是觸點的信號，常常出現誤計、漏計的情況。為此，在流速儀信號側，電源地必須與系統的大地良好接觸，在計算機側的電源必須徹底與交流電源隔開，地與計算機系統地良好接觸。流速儀信號的傳輸線采用絞距為1cm的雙絞線，傳輸距離要盡可能地短。 PCL－836是一個多功能板卡，具有定時器－計數器和數字量I/O接口。板上有16位減法計數器，10MHz振蕩器和16位TTL輸入/輸出接口，4個用于定時和計數功能的Intel8245定時器－計數器蕊片，每片含有3個計數器。板上具有可編程的數字濾波器，每個計數器可由編程選擇使用或不使用濾波，濾波時間常數在1.6
從現場來的3臺流速儀的信號，經信號調理板處理后送到PCL－836CLK0、CLK1、CLK2端（CLK3作為備用路），這三端分別對應于板上3個16位計數器0，1及2（Counter0、Counter1、Counter2）的脈沖信號輸入端，計算機根據I/O接口地址讀取相應計數器的值，從而記錄流速儀發來的脈沖信號個數。每一個計算器可有6種工作方式，工作于何種方式可由寫入“計數器讀/寫與控制”寄存器的控制字（control word）決定。控制字格式如下：
其中，SC1與SC0用于選擇計數器，RW1與RW0選擇讀/寫操作，M2，M2和M0選擇計數器6種工作方式的一種，BCD位用于選擇何種數制進行計數，即以二進制/二一十進制數計數。 3 系統軟件設計 流速儀信號采集程序用Visual Basic寫成，具有信號采集、信號濾波、計數程序、數據處理、數據計算、檢定成果報表打印、檢定證書打印等功能。生成的流速儀信息輸入操作畫面如圖4所示，流速儀表數據處理畫面如圖5所示。 圖4 流速儀信號輸入操作畫面 圖5 流速儀信號數據處理畫面 采集流速儀信號時，計算機實時捕捉信號的變化沿，利用內部時鐘計時計數，并采用軟件濾波計數，不同型號的儀器按不同的函數關系處理流速儀信號，從而做到了信號采集準確可靠，計數精確。處理程序流程如圖6所示。脈寬系數按照下列計算： 圖6 不同型號儀器的濾波系數 式中：Rv為流速儀轉子轉率；Cs為車速因子；di，Ci分別為不同型號流速儀的水力螺距系數和儀器常數。這樣，一架流速儀在不同流速下運行時，發出的信號周期不同，軟件濾波的脈沖寬度系數隨之改變，這相當于用一個周期、脈寬可變的、規則的脈沖信號去和它相“與”，從而得到準確而不失真的信號脈沖序列。這種濾波方式簡單而效果明顯，可以隨儀器型號的變化動態地改變其濾波時間常數。這在硬件電路中幾乎是無法做到的。 為了避免開始采集瞬間儀器恰巧處在觸點接通狀態，而讀到錯誤的信號周期，采集程序讀到有脈沖信號到來時，先判斷該信號是不是第一個，如果是，則丟棄不用，再等待下一個，第二個信號到來時才開始記錄時間。讀夠規定信號個數時停止計時。每架儀器采集到的信息存入采樣數組變量，檢定結束時生成或刷新相應文件。程序流程如圖7所示。 圖7 信號采集流程圖 4 結論 本系統迄今為止已檢定7種型號的700余臺儀器，工作穩定可靠，采集信號準確、方便、生成的畫面美觀實用，數據處理快捷、靈活，生成的數據文件便于操作和保存。 |
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范圍內可變；可編程的基本時鐘輸出功能，其頻率范圍為153Hz～5MHz。
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