德州儀器（TI） 的流量計解決方案

設計注意事項

從低成本到石化和藥品工廠中建立的極高精度與快速流量測量，工業設置中流量測量的應用要求有所不同。兩種主要方法分別是磁感應式流量計和科氏流量計。

電磁流量計由纏繞磁線圈的非鐵磁性管組成。管子內部隔離面中的電極與流經管子的液體（必須是導電液體）接觸。管子周圍的線圈在管內部生成磁場。該磁場可感應流體中產生的與管中流體速度成正比的電壓。此電壓通過電極測量。如果測量的電壓很低，則需要進行精確的低噪聲信號調節。

方框圖

科氏流量計是可直接測量質量流量的常用流量計。通過對管子施加強磁場，使液體流經的管子以特定的諧振頻率振蕩。當液體開始流經管子時，將受到科氏力的作用。管子的振蕩運動疊加在液體的直線運動之上，從而對管子施加扭力。這種扭力是由于管子任意一側朝相反方向的科氏加速作用以及液體對垂直運動的阻力而產生。傳感器電極同時置于入口和出口側，將采集由此運動導致的時間差。由扭力引起的此類相移是質量流量的直接測量值。

激勵技術：

磁場線圈可通過交流、直流或脈沖直流磁場激勵。每種方法都有其利與弊，而根據特定的應用要求，一種方法可能優于另一種。TI 可提供用于激勵磁場線圈的 PWM 驅動器和高壓輸出 DAC。

信號采集和處理：

低噪聲儀表放大器連接精密 ADC，這是典型的信號鏈路徑。TI 的高分辨率差動 ADC 功耗低、動態范圍寬且噪聲低。可用于數字化模擬輸出，以實現高分辨率和精確測量。采用同步采樣架構的多通道 ADC 可實現一次性進行多種測量（如溫度、相位、密度等）。

接下來的校準例程和算法可在超低功耗 MSP430 上運行。如果需要更多信號處理能力，可以使用 TI 的 DSP 內核。TI 的低功耗 DSP 內核具有 FFT 加速器內核，后者可在短時間內計算 FFT，且只需極少的電流。DSP 的超低功耗架構可提供出色的信號處理能力，同時能通過 4-20mA 回路供電。

接口與通信：

傳統模擬 （4 - 20mA） 接口仍然是工業控制和傳感器應用的常見選擇。其他常見協議包括 HART、Profibus 和 IO-Link。TI 的 IO-Link 接口產品集成了穩壓器和診斷輸出。此外，基于 IEEE 802.15.4 協議的無線選項越來越流行。TI 致力于同時為傳統和新興工業接口提供解決方案。

電源管理

現場發送器可由回路或專用電力線供電。線路供電發送器通常由 12V 或 24V 的電壓軌供電。回路供電發送器由 4-20mA 回路供電。此類發送器要求極低功耗的架構，因為整個解決方案都要由回路供電。TI 提供具有低靜態電流和低輸出波紋的高效降壓轉換器，適用于線路供電和回路供電發送器。