基于PIC單片機(jī)的熱能表研制

　　摘要：隨著我國(guó)福利制度的改革和熱能計(jì)量的規(guī)范化，對(duì)熱能的準(zhǔn)確計(jì)量成為一個(gè)比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。文中介紹了熱能表的組成和工作原理，給出了一種基于PIC16C64單片機(jī)的熱能表設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)和使用中的一些問(wèn)題進(jìn)行了討論并提出了解決辦法。

    關(guān)鍵詞：熱能表 單片機(jī) 溫度傳感器 PIC16C64

　　隨著我國(guó)福利制度的改革，供暖制度也發(fā)生了相應(yīng)的變化。原來(lái)的供暖收費(fèi)存在著對(duì)使用的熱能估算不準(zhǔn)確、收費(fèi)不合理等問(wèn)題。為此，國(guó)家建設(shè)部在一些城市實(shí)施供暖制度改革試點(diǎn)，并對(duì)熱能實(shí)行計(jì)量收費(fèi)，這就要求對(duì)使用的熱能進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量。本文給出了一種基于PIC16C64單片機(jī)的、針對(duì)熱水供暖的熱能表設(shè)計(jì)方案。

1 熱能表的組成原理

　　一般熱能表的原理框圖如圖1所示，它主要由積分儀、流量計(jì)和溫度傳感器三部分組成。流量計(jì)用于計(jì)量流過(guò)采暖設(shè)備的熱水的體積。兩只溫度傳感器分別用于測(cè)量進(jìn)水溫度和回水溫度。積分儀是熱能表的核心，它能夠根據(jù)流量計(jì)提供的熱水體積流量和進(jìn)水、回水溫度差等數(shù)據(jù)計(jì)算出消耗的熱能。其計(jì)算公式如下：

　　Q=CV(t供水-t回水)

　　其中，Q為消耗的熱能，單位為kWh；C為水的比熱容（C=0.001167kWh/L.℃）；V為流過(guò)采暖設(shè)備的熱水體積，單位為升（L）；t供水、t回水為流過(guò)采暖設(shè)備進(jìn)水口和回水口的熱水溫度，單位為℃。

　　從熱能的消耗計(jì)算公式可以看出，只要測(cè)得采暖設(shè)備進(jìn)水和回水的溫差以及流過(guò)采暖設(shè)備的熱水體積就可以計(jì)算出消耗的熱能，因此，引起計(jì)量誤差的因素有：

　　（1）流量計(jì)的精度；

　　（2）溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度；

　　（3）兩只溫度傳感器的配對(duì)誤差；

　　（4）積分儀的計(jì)算精度。

　　對(duì)于流量計(jì)引起的誤差，可以通過(guò)選取精度較高的流量計(jì)來(lái)解決，計(jì)算精度可以采用合適的CPU和完善的算法來(lái)解決。對(duì)于溫度測(cè)量，國(guó)家有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，溫度測(cè)量誤差一般不大于