集中供暖及中央空调系统用热量计的研究
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外置RAM及电压监控模块：外置RAM主要完成对重要数据的存储，尤其在系统掉电的情况下对所采集的热量值进行存储以及掉电时间进行记忆，便于管理，其主要芯片是X24C45，该芯片具有非易失性，便于在线写入等特点。电压监控电路主要完成的功能是 ：在主电源失效时将备用电池自动接入电路，当主电源恢复时将备用电池断开，以达到保存系统数据的目的，主要芯片是INP708，该芯片带有看门狗定时器以及降压检测的μP监控电路。
外置时钟及流量测量模块：主要完成对单片机的运算提供时间记数以及断电时使用电池电源继续工作，为记录断电时间提供时钟，主要芯片是DSI302，属于点滴式充电记时芯片，流量测量电路主要完成流量信号的转换及测量，流体流动 经过磁电感应器、光电耦合器等转换成频率信号，送入单片机并记录累加，完成流量的测量，该部分是热量测量产生误差的主要来源之一，关键是流量信号转换过程中，频率信号与流量的对应常数的标定，以及最小流量的影响。
键盘及显示模块：键盘主要完成的功能包括清零复位，调节放大倍数、查询寄存器重要的即时值等，显示功能是将经过单片机计算累加的热量值显示出来，是系统功耗的主要来源，所以选用LCD液晶显示器，具有功耗小，易于与单片机连接的CC14544芯片。
（1） 在正常通电开始工作的情况下，首先进行系统自检，自检完毕，读取A/D转换的数据，转换为对应的温差同时读取计数器的频率值（读取数值后即时将计数器复位）并转换为相应的流量值，进行热量的计算，从外部的RAM读取累计存储的热量值与测的热量值进行累加，累加后送回外部的RAM存储，完成一个测量循环。
（2） 在突然断电非正常情况下，电压监控电路开始工作，提供短时电源使得单片机把重要数据和外部时钟的数值记录到外部RAM中，同时系统开始记录时间，以便电源恢复正常时，系统进行(1)的工作内容，并记录下停电时间的累加值。
（3） 软件对温漂和时漂的自动测量及消除，在软件中设置测量各传感器的零点值并存为数据文件，在热量计量计算中减除该对应传感器的零值，可以有效的消除温漂和时漂的影响，提高了传感器的测量精度及系统总体精度。
精度的实验校验及应用
热量计的外形尺寸130×130×40mm，液晶显示，保证热量计的精度是热量计开发成功与否的关键环节，因此，对其精度进行 校验是开发研究的重要内容，图3是校验实验台，主要完面热量计在小流量工况下性能标定，实验过程如下：水流经1.5级的水表计量后经过电加热升温后，进入流量变送器将流量信号转化为光电信号将信号送入热量进行计数，流体进入散热器，经强制对流换热后流入标准容器。在散热器前后各设置温度测点，除由热量计测量经放大的电压信号外，还用6.5位的KEITHLEY2000多功能表测量了未经放大的热电偶输出信号，作为热量计温差测量的 校验信号。流量的校验主要是由水表、流量频率变送器、频率信号测量并转化为流量，测得流量值与标准容器得的数值比较，计算其测量误差，其中实验中主要集中在小流量区。实验数据见表1（表中qi代表流量值）。
表1 流量计校验实验数据表 
结 论
本文针对热量过程中存在的问题，开发了一套热量计量系统，以满足集中供暖和中央空调系统的热量计量，具有广阔的市场前景，该系统的开发成功对集中供暖和中央空调系统的市场管理具有重要意义。该系统具有；智能化程度高、性能稳定、精度高、功能齐全、易于安装等特点；经实验 校验表明：
（1）该系统具有启动流速小的特点，启动流速小于0.2629m/s，比水表启动的流速小；而在正常流速下，其总体误差小于4%，这一精度满足集中供暖和中央空调系统的热（冷）量计量的精度要求。
（2） 该系统充分利用单片机具有易开发等特点，充分利用其强大的软件处理及数据采集运算能力，实现了纯机械系统无法实现的功能，达到自动记录、处理、显示数据等智能化要求，自动修正测温误差等功能，降低了硬件成本，有利于市场化。
（3） 外置ROM、电源监控以及外置时钟、电源设置，使单片机系统具有内外资源结合利用，在停电的情况下系统自动转入计时，为集中供暖、中央空调的管理提供了极大的便利，数据的存储等功能得到了强化，完全实现了自动化。
（4） 该系统还具有运行部件少、使用寿命长、功耗低、易维护和改型，可以满足不同的流量测量范围，易形成系列化生产，同时具有运行稳定，复现性好等特点。
参考文献
1 吕崇德 .姜学智.杨献勇等.热工参数测量与处理.北京；清华大学出版社.1990
2 王福瑞.王春艳.陆培等.单片微机测控系统设计大全.北京；北京航空航天大学出版社.1999
3 武汉力源电子器件用户手册.武汉；武汉力源电子股份有限公司.2000
4 ModeI 2000 MuItimeter User' S manuaI,Ohio,U.s.A,KeithIey Instru-ments,Inc.1999(end)
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