低功耗電池供電電磁流量計(jì)研究與設(shè)計(jì) 二十五
3.5 電磁流量計(jì)勵(lì)磁部分功耗估算
三值低頻矩形波最大的特點(diǎn)是可以在零狀態(tài)時(shí)動(dòng)態(tài)校正零點(diǎn),提高了零點(diǎn)的穩(wěn)定性,增強(qiáng)工頻的抗干擾能力,而且可以較好地消除測(cè)量電極兩端產(chǎn)生的極化效應(yīng),更突出的是其在勵(lì)磁部分的功耗也比其他勵(lì)磁方式小很多。在整個(gè)電磁流量計(jì)系統(tǒng)的功耗中,勵(lì)磁部分的功耗約占60%-70%。設(shè)計(jì)中三值矩形波的勵(lì)磁方式采用間歇式的工作方式,通過模擬開關(guān)在單片機(jī)的不同時(shí)序的指令下切換開關(guān)狀態(tài),使勵(lì)磁電路每三秒鐘輸出一次三值矩形波的勵(lì)磁信號(hào),當(dāng)采用兩節(jié)電池共同供電時(shí),一個(gè)電池正接勵(lì)磁線圈,可以提供正向勵(lì)磁電流;另一個(gè)電池反向接勵(lì)磁線圈,提供反向勵(lì)磁電流。即三秒鐘內(nèi)正負(fù)電池分別提供的勵(lì)磁電流時(shí)長(zhǎng)為30ms幅值均為50mA。由此估算得正負(fù)電池用于勵(lì)磁部分每年的功耗平均為(單位為Ah):
如果采用每節(jié)10000mAh 容量的一次性鋰電池作為供電單元,根據(jù)上式的計(jì)算結(jié)果,電池的壽命可以在4 年左右,完全可以滿足低功耗電磁流量計(jì)的設(shè)計(jì)要求。
隨著硬件芯片性能的不斷提高,前置放大電路可處理的測(cè)量信號(hào)的幅值越來(lái)越小,因此可以根據(jù)放大電路的特點(diǎn)逐步降低勵(lì)磁電流值,選用40mA 的電池或者甚至更小。這樣就更適合電池供電的設(shè)計(jì)要求。
3.6 小結(jié)
第三章綜合分析了幾種勵(lì)磁方式的特點(diǎn),提出使用低頻三值矩形波作為勵(lì)磁信號(hào)。在勵(lì)磁電路中使用鋰電池作為恒壓源,通過模擬開關(guān)的控制實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁信號(hào)。并且本文中對(duì)勵(lì)磁信號(hào)進(jìn)行了低功耗設(shè)計(jì)。
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