基于PIC单片机的热能表研制

单片机论文

基于PIC单片机的热能表研制
摘要：随着我国福利制度的改革和热能计量的规范化，对热能的准确计量成为一个比较
关键的环节。文中介绍了热能表的组成和工作原理，给出了一种基于PIC16C64单片机的
热能表设计方案，同时对设计和使用中的一些问题进行了讨论并提出了解决办法。
关键词：热能表 单片机 温度传感器 PIC16C64
随着我国福利制度的改革，供暖制度也发生了相应的变化。原来的供暖收费存在着对
使用的热能估算不准确、收费不合理等问题。为此，国家建设部在一些城市实施供暖制
度改革试点，并对热能实行计量收费，这就要求对使用的热能进行准确的计量。本文给
出了一种基于PIC16C64单片机的、针对热水供暖的热能表设计方案。
1 热能表的组成原理
一般热能表的原理框图如图1所示，它主要由积分仪、流量计和温度传感器三部分组
成。流量计用于计量流过采暖设备的热水的体积。两只温度传感器分别用于测量进水温
度和回水温度。积分仪是热能表的核心，它能够根据流量计提供的热水体积流量和进水
、回水温度差等数据计算出消耗的热能。其计算公式如下：
Q=CV(t供水-t回水)
其中，Q为消耗的热能，单位为kWh；C为水的比热容（C=0.001167kWh/L.℃）；V为流
过采暖设备的热水体积，单位为升（L）；t供水、t回水为流过采暖设备进水口和回水口
的热水温度，单位为℃。
从热能的消耗计算公式可以看出，只要测得采暖设备进水和回水的温差以及流过采暖
设备的热水体积就可以计算出消耗的热能，因此，引起计量误差的因素有：
（1）流量计的精度；
（2）温度测量的准确度；
（3）两只温度传感器的配对误差；
（4）积分仪的计算精度。
对于流量计引起的误差，可以通过选取精度较高的流量计来解决，计算精度可以采用
合适的CPU和完善的算法来解决。对于温