目录
摘要…………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………2
引言…………………………………………………………………3
第一章 热量计量仪表的设计要求及方案确定…………………4
第一节 热能计量仪表应具备的术要求……………………4
第二节 计量仪表整体框图…………………………………4
第二章 热量表的热量计量原理及计算…………………………6
第一节 热量计量原理………………………………………6
第二节 相关计算……………………………………………6
第三章 电路的设计与实现 ……………………………………10
第一节 温度测量电路 ……………………………………10
第二节 测流量电路 ………………………………………12
第三节 存储电路 …………………………………………14
第四节 电动阀及驱动………………………………………16
第五节 显示电路 …………………………………………17
第六节 A/D 转换电路 ……………………………………20
第七节 电源部分 …………………………………………27
第四章 软件设计与编程 ………………………………………28
第一节 AT89C51单片机简介………………………………28
第二节 系统软件的设计 …………………………………31
第五章 结束语 …………………………………………………39
致谢 ………………………………………………………………40
参考文献 …………………………………………………………41
附录A 系统硬件图………………………………………………42
附录B 软件程序设计清单………………………………………43
摘要
由于实施分户热收费的迫切需要，详细介绍一种预付费式智能热量仪表的工作原理。根据供暖系统的技术指标，给出了硬件和软件系统的设计方法，能实现对温度、流量等各项参数进行分段自校正运算，提高了测量精度。从国外应用实例中分析了影响测量精度的主要因素并指出设计中应注意的问题。
本文较系统地介绍了热量表的原理、分类、及相关检测标准，并针对实际设计中存在的问题，详细阐述了热量表中各组成部件的选型原则及安装要求。主控芯片选用MCS-51系列单片机中的AT89C51，A/D转换器选用CS5532， CS5532高度集成的Delta-Sigma A/D转换器，使用了电荷均衡技术，可实现16位（CS5531/33）和24位(CS5532/34)的性能，在传感器选用上，使用了电磁式传感器测流量，Pt1000传感器测温度，用电动阀对流量及温度进行控制，并通过LCD在满足一定精度的条件下显示相关数据。
热量表是计量热流回路所释放热量的智能仪器。它主要由流量传感器、配对温度传感器、主控MCU和液晶显示等部分组成。其中流量计量的准确程序直接决定了热量表的精度等级。
关键词：热量表；A/D转换；传感器；单片机；热量采集；节能
Title:The Research & Designment of Heating energy Meterage Appliance
Abstract：Because of the urgent need of execution of divided family heat charging，working principle of one kind of prepaid fee type intelligent heat meter was introduced in detail. Base on the qualifications of heating system，design methodology of hardware and software were provided，which can improve the precision of measuring by proceeding automatic sectionalize adjustment to parameters such as temperature and flow，etc. Factors that effecting the precision of measurement were analyzed in the instances of foreign countries，questions should be noticed in design were pointed out.
Heat meter is introduced systematically on theory, sort and some correlated standards, and its part have also been expatiated on type selection and installation which were ignored in practical design.
Heat meter is a kind of intelligent instrument that measures quantity of released heat from a thermal current loop，which is mainly consisted of a flow meter，a pair of partner temperature sensors，a controlling MCU，and a LCD.The precision level of the heat meter is directly decided by measurement accuracy of heat flux.
Key Words： Heat Metering；Sensing Device；Single-Chip computer；Centralized Heat Supply；Energy Saving
引言
长期以来,我国北方地区城镇采暖用热节能意识差, 造成资源的浪费. 显然该计量方法缺乏科学性. 而欧美等发达国家在八十年代初, 热量表的使用已相当普遍, 热力公司以热量表作为计价收费的依据和手段, 节能20%～30%.现在中国市场上的国外热量表技术成熟，标准化程度高，但是价格昂贵。近几年我国从丹麦、韩国引进了生产热能表的技术, 但由于运行环境所限及价格较高等原因, 仍未打开市场。 作为建筑节能的一项基本措施, 我国国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”计划和2010年规划》．设计能独立运行、独立核算的供热系统及计量仪表是摆在供热设计单位及产品开发人员面前亟待解决的新课题。我国对热量表的需求量大，研制开发低成本、符合国际标准的热量表是大势所趋。因此，研制开发用于采暖计价的热量表势在必行。
热能表又称热能积算仪, 采用220V交流供电, 配有具有充电功能的后备电源以保证系统在停电状态下连续工作24小时。10 位8 段式液晶显示, 通过面板配备的按键可依次调整显示: 累积热量(MW h)、累积流量(吨öh )、瞬时流量(m 3öh )、入水口温度(℃)、回水口温度(℃)、入或回水口温差(℃)。在打开密码开关的状态下, 还可通过内部按键设定仪表系数(P脉冲数ö升)、校准和取费标准等参数, 便于仪表校准, 方便不同地区采用不同的计量单价。预留通讯接口和IC 卡接口。
第一章 热量计量仪表的设计要求及方案确定
第一节 热能计量仪表应具备的术要求
① 显示进、回水管的温度的温差;
② 显示瞬间流量和累计流量;
③ 显示热功率和累计热量;
④ 流量计部分的精度，误差＜3%;
⑤ 供回水温差为6℃时，测量误差＜0．1℃。
第二节 计量仪表整体框图
热量测控仪表的测量功能相当于热量表，用于计量用热点消耗的热量，以便按实际用量收费。使用于以热水为供热媒体，共用立管的单管水平跨越式，双管水平并联式及水平放热式系统。智能热量测控仪实行一户一表分户热计量，安装在用热点入口处，便于物业管理，也可以考虑把水表、气表热表等都集中安装如图2.1所示。图2.1给出了入口测控组件的简图。
