智能能量测量控制仪
专利汇可以提供智能能量测量控制仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且智能 能量 测量控制仪由模拟 信号 输入与模/数转换 电路 (1)、单片 微处理器 与外围电路(2)、 键盘 电路(3)、显示与打印电路(4)、输出控制电路(5)、通讯 接口 电路(6)及系统电源(7)组成，单片微处理器配以适合的 软件 ，直接以能量为计量单位，对 水 、 蒸汽 、空气的 密度 与能量模型采用多元多回归数学逼近，建立了一种宽范围高 精度 的数学模型和模糊控制方式，具有测量和控制的双重功能，既可作为现场仪器单独使用，又可作为自动测试系统的终端仪器。，下面是智能能量测量控制仪专利的具体信息内容。
1、一种通过应用数字技术进行智能化自动测量和控制的智能能量测量控制仪，其特征在于，电路部分由模拟信号输入与模/数转换电路(1)、单片微处理器与外围电路(2)、键盘电路(3)、显示与打印电路(4)、输出控制电路(5)、通讯接口电路(6)及系统电源(7)组成，模拟信号输入与模/数转换电路(1)的数据输出端和控制输入端分别跟单片微处理器与外围电路(2)的数据输入端和控制输出端相连，单片微处理器与外围电路(2)的数据输出端和控制输出端分别跟显示与打印电路(4)的数据输入端和控制输入端相接，输出控制电路(5)的数据输入端和控制输入端分别连在单片微处理器与外围电路(2)的数据输出端和控制输出端，通讯接口电路(6)的输入通讯接口和输出通讯接口分别跟单片微处理器与外围电路(2)的输入通讯接口和输出通讯接口相接，键盘电路(3)的键数据输出端接在单片微处理器与外围电路(2)的数据输入端，系统电源(7)的输出端与整个装置的电路(1至6)的外接电源端相连。
2、如权利要求1所述的智能能量测量控制仪，其特征在于，模拟信号输入与模／数转换电路（1）由A／D转换器IC1、或门IC20－3与IC20－4、非门IC21－1与IC21－2、稳压管DW1、电阻R1与R2及电容C1与C2组成，单片微处理器与外围电路（2）由单片微处理器IC2、程序存贮器IC3、数据锁存器IC4、地址锁存器IC5、时钟集成电路IC6、译码器IC7与IC9、D触发器IC8、与非门IC19－1与IC19－2、或门IC20－1与IC20－2、非门IC21－3、晶体振荡器JT1与JT2、二极管D1至D3、发光二极管LED1、电阻R3至R7、电容C3至C10及干电池E组成，程序存贮器IC3通过单片微处理器IC2的端口P0、P2和控制线 与单片微处理器IC2相连，A／D转换器IC1通过单片微处理器IC2的数据总线DB及控制线 地址译码器IC9与单片微处理器IC2相连接，键盘电路（3）由键盘KB和电阻R11至R18组成，显示与打印电路（4）包括由扩展接口电路IC13、译码器IC14、驱动器IC15与IC16、发光二极管LED2至LED4及数码显示管LED5组成的显示电路和打印机PRT，扩展接口电路IC13通过数据总线DB和控制线 、 、T0、T1与单片微处理器IC2连接，通过IC13通过端口OUTA、OUTB、SL与显示电路连接，通过端口SL、RL与键盘KB连接，打印机PRT通过数据总线DB、P2及控制线 与单片微处理器IC2连接，输出控制电路（5）由D／A转换器IC10、集成运放IC11与IC12、三极管T1与T2、电位器W1、电阻R8至R10及电容C11组成，D／A转换器IC10通过数据总线DB及控制线 与单片微处理器IC2相连接，同时还与集成运放IC11和IC12相连，通讯接口电路（6）包括由电平转换集成电路IC17构成的输出接口和由电平转换集成电路IC18构成的输入接口，IC17和IC18分别与单片微处理器IC2的发送端 和接收端 相接。
本实用新型涉及一种测量能量的仪表装置，进一步是指通过应用数字技术进行智能化自动测量和控制的一种智能能量测量控制仪。
传统的水、蒸汽、空气的测量计量，均以体积或重量为流量单位来进行，这种测量计量方式，一方面没有实现计量状态基准的统一，另一方面不能真正反映被测量的水、蒸汽、空气所具有的能量的本质，测量精度比较低，适用范围小，不利于实现能源系统的自动测试、控制和管理。目前国内外一些厂家研制的流量测量智能仪表，它只能进行流量测量，而不同时具备控制和通讯功能，并且由于数学模型的逼近程度低，测量误差较大，通用性差。
本实用新型的目的，在于提供一种直接以能量为计量单位的不仅能进行自动测量、而且能实现自动控制和通讯的具有高精度和宽适用范围的智能能量测量控制仪。
参见图1本实用新型电原理方框图，本实用新型的解决方案如下。其电路部分由模拟信号输入与模／数转换电路（1）、单片微处理器与外围电路（2）、键盘电路（3）、显示与打印电路（4）、输出控制电路（5）、通讯接口电路（6）及系统电源（7）组成，上述电路的连接关系是，模拟信号输入与模／数转换电路（1）的数据输出端和控制输入端分别跟单片微处理器与外围电路（2）的数据输入端和控制输出端相连，单片微处理器与外围电路（2）的数据输出端和控制输出端分别跟显示与打印电 路（4）的数据输入端和控制输入端相接，输出控制电路（5）的数据输入端和控制输入端分别连在单片微处理器与外围电路（2）的数据输出端和控制输出端，通讯接口电路（6）的输入通讯接口和输出通讯接口分别跟单片微处理器与外围电路（2）的输入通讯接口和输出通讯接口相接，键盘电路（3）的键数据输出端接在单片微处理器与外围电路（2）的数据输入端，系统电源（7）的输出端与整个装置的电路（1至6）的外接电源端相连。
具有上述电路结构的本实用新型在具体使用时，将其电路部分主要装在一个金属外壳内部，并在外壳正面装有电源开关、键盘、打印头及显示器件，外壳后部装有接口插座，接口插座可将外部传感器送来的模拟电信号输入给本装置，也可将本装置的信号输出到有关控制器，并可实现联机运行，组成自动测试系统。工作时，电路（1）将输入的模拟电信号转换成与之对应的数字量送至电路（2），同时电路（2）又对电路（1）进行控制，它在进行数据分析与计算后，分别将信号送给电路（4）以显示有关内容和打印有关数据，将信号送给电路（5）以实现对能量的模糊控制，将信号送给电路（6）以给本实用新型外部提供远距离测量和控制，电路（3）的键数据输入给电路（2）进行处理，实现操作人员对仪器参数的修改和发布其它命令，系统电源（7）给整个电路装置提供工作电源和标准参考电压。因此，用户不但可以通过键盘电路（3）预置各种参数进入单片微处理器与外围电路（2）以供处理，而 且还可通过键盘电路（3）进入单片微处理器与外围电路（2）要求显示。单片微处理器与外围电路（2）在软件的配合下，通过对模拟信号输入与模／数转换电路（1）输送来的数字信号和键盘电路（3）输送来的各种参数进行运算和处理后，可供其它电路进行各种控制和显示。
本实用新型直接以能量为计量单位，根据对能量的各种测量量进行多元多回归数学逼近所建立的数学模型来设计软件，以实现对能量的快速准确测量与模糊控制。设计软件时所根据的数学模型如下：（1）饱和水蒸汽模型，包括饱和水蒸汽密度模型和饱和水蒸汽能量模型；（2）过热水蒸汽模型，包括过热水蒸汽密度模型和过热水蒸汽能量模型；（3）压缩空气模型，包括压缩空气密度模型和压缩空气能量模型；（4）水模型，包括水密度模型和水能量模型；（5）本仪器的能量计量模型，即根据菱形杆均速管流量传感器的特点，选用菱形杆均速管流量传感器配套所建立的能量计量模型。
本实用新型适应能源管理现代化的需要，以单片微处理器为计算和控制的中央器件，直接以能量为计量单位，对水、蒸汽、空气的密度与能量模型采用多元多回归数学逼近，建立了一种宽范围高精度的数学模型和模糊控制方式，具有测量和控制的双重功能，既可作为现场仪器单独使用，又可作为自动测试系统的终端仪器，实现能量的自动化测量控制。由于它直接以能量为计量单位，故无需花费人工进行水、蒸汽、空气的当量能量转换计算，从而方便了能源的科学管理和 控制，也扩大了水、蒸汽、空气的测量参数范围，提高了测量精度，增强了仪表的通用性。这种对能量测量控制的全微机化、自动化和通用化，有利于微机能源管理控制网络系统的推广和应用。
图1为本实用新型的电原理方框图；
图2为图1本实用新型电原理方框图中电路（1）至电路（6）的一种具体电路的原理图；
图3为图1本实用新型电原理方框图中系统电源（7）的一种具体电路的原理图。
参见图2，模拟信号输入与模／数转换电路（1）由A／D转换器IC1、或门IC20－3与IC20－4、非门IC21－1与IC21－2、稳压管DW1、电阻R1与R2及电容C1与C2组成。IN为本仪器装置的模拟信号输入口，IC1具有八路模拟信号输入口IN0至IN7，因而仪器可巡环测量八种不同的参量。在图2中，R1、R2、C1、C2及DW1相应为八组。单片微处理器与外围电路（2）由单片微处理器IC2、程序存贮器IC3、数据锁存器IC4、地址锁存器IC5、时钟集成电路IC6、译码器IC7与IC9、D触发器IC8、与非门IC19－1与IC19－2、或门IC20－1与IC20－2、非门IC21－3、晶体振荡器JT1与JT2、二极管D1至D3、发光二极管LED1、电阻R3至R7、电容C3至C10及干电池E组成，其中干电池E与二极管D1组成单片微处理器停电保护电路，以便在本仪器工作电源断电的情况下保持仪器原有的测量数据 资料。程序存贮器IC3通过单片微处理器IC2的端口P0、P2和控制线 与单片微处理器IC2相连，A／D转换器IC1通过单片微处理器IC2的数据总线DB及控制线 地址译码器IC9与单片微处理器IC2相连接。键盘电路（3）由键盘KB和电阻R11至R18组成。显示与打印电路（4）包括由扩展接口电路IC13、译码器IC14、驱动器IC15与IC16、功能显示发光二极管LED2至LED4及数码显示管LED5组成的显示电路和打印机PRT。扩展接口电路IC13通过数据总线DB和控制线 T0、T1与单片微处理器IC2连接，同时IC13通过端口OUTA、OUTB、SL与显示电路连接，通过端口SL、RL与键盘KB连接，打印机PRT通过数据总线DB、P2及控制线 与单片微处理器IC2连接。输出控制电路（5）由D／A转换器IC10、集成运放IC11与IC12、三极管T1与T2、电位器W1、电阻R8至R10及电容C11组成，OUT1为输出控制口，通过接口插座与被控部件连接，其中IC11、IC12、T1、T2、R8、R10及W1组成一个跟随器，以提高对被控部件的驱动能力。D／A转换器IC10通过数据总线DB及控制线 与单片微处理器IC2相连接，同时还与集成运放IC11和IC12相连。通讯接口电路（6）包括由电平转换集成电路IC17构成的输出接口和由电平转换集成电路IC18构成的输入接口，IC17和IC18分别与单片微处理器IC2的发送端 和接收端 相接。
图2所示电路的工作原里如下。IC2通过端口P0在ALE控制线的作用下，将低位地址锁存在地址锁存器IC5，然后与端口P2送去的高位 地址一起送到IC3的地址端，在控制线 的控制作用下，IC3中的指令或常数值再通过IC3的数据端经数据总线DB送到IC2的端口P0，进入单片微处理器IC2中。IC2通过端口P0将地址锁存在地址锁存器IC5中，通过译码器IC9译码，在控制线 的控制作用下，启动IC1，将现场外部传感器或变送器的输出信号转换成电压信号，经限幅后送入IC1的模拟输入端，在IC1内进行模数转换，变换成数字量之后，IC1再通过数据端将转换的数据经数据总线DB送到IC2的端口P0，在地址译码器IC9和控制线 的控制作用下，将数据送入IC2中，IC2按照程序进行数据处理。IC2通过端口P0经数据总线DB将运算处理后的数据送给IC10的数据端，并在IC9及控制线 的作用下，将数据送入IC10，IC10通过模拟输出端输出，送给放大器及电流转换电路，将模拟输出量转换成统一标准号输出给控制装置进行控制调节。IC2通过端口P0经数据总线DB分别在控制线 和 及IC9的控制作用下，发送或接收数据，而IC17和IC18分别通过发送端 和接收端 ，发送和接收信号。IC2通过端口P0经数据总线DB在端口P1和控制线 、 的控制作用下，接收或发送数据。IC13再通过端口OUTA、OUTB和SL将IC2送来的数据送给IC14，再由IC15、IC16驱动显示电路进行数字显示，而通过端口SL和PL扫描接收键盘KB的链值并将它送给IC2。IC2通过端口P0经数据总线DB在端口P2及控制线 的控制作用下，将数据送给打印机PRT，并启动PRT进行打印。
参见图3，该图给出了系统电源（7）的一种常见电路的实施例。
系统电源（7）包括由电源开关K、熔断器BX及变压器B组成的交流变压部分，由整流桥堆QL1、精密集成稳压块IC21、电位器W2、电阻R19与R20及电容C12至C15组成的＋VREF输出，由整流桥堆QL2、三端集成稳压块IC22及电容C16至C19组成的＋VCC输出，和由整流桥QL3、三端集成稳压块IC23与IC24及电容C20至C27组成的V＋与V－输出。
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