【应用】隧道磁阻传感器（TMR）用于自动直读式流量计，可不改变原有的流量计机械结构
目前使用的大多数流量计是多年前安装在用户端的，当时还未出现自动读表技术。在将自动读表技术应用到实际中时，需要解决一个问题：需要将流量计中的计数单元进行修改，甚至完全被替换。本方案提出了一种不用改变原有的计数单元的自动读表流量计，在不改变原有的流量计机械结构的基础上，添加若干元件即可。本方案提出的自动读表流量计，保留了肉眼观察字轮上数字的功能，增加了智能化自动读表的功能。江苏多维科技采用 TMR 技术生产的传感器体积小，精度高，工作状态稳定，可以胜任该方案中的传感元件。
TMR 传感器在自动直读式流量计中的应用演示板说明
1. 演示板特点
• 两颗 Z 轴传感器测量每一个字轮的磁场；
• 不改变水表的传动结构；
• 传感器只须微安级电流就能正常工作，功耗低；
• 当磁攻击时，发出报警信号。
图 1 是 TMR 传感器在燃气表中的应用，燃气表有 8 个字轮，每个字轮上有 0~9，均匀分布的九个数字，图中为方便，只画出了三个字轮。每个字轮中镶嵌有径向磁化的永磁铁，其中位置“0”对应一个磁极，该磁极产生的磁场垂直于字轮表面，并且方向向外。 每个字轮需要两个 TMR 传感器与之对应，两个传感器呈 90°安装。例如，对于第一个字轮，有传感器 X1 和 Y1 与之对应。在该结构中，不需要改变流量计本身的机械结构，特别是传动结构，只需要在字轮中镶嵌永磁铁，并另外安装两块 PCB。
2. 演示板使用说明
图 2 是演示板的实物图和原理框图，供电电压为 5V。传感器的模拟输出电压通过选通器，输入到 MCU 中进行模数转换和相应计算，MCU 再将计算后的数字信号输入到显示器的芯片中，使得字轮上的数字实时显示在显示器上。程序通过烧写接口写入到 MCU 中。演示板可以使用开源的 Arduino 进行编程。
通过长按“SW mode”按钮，可以改变显示器的显示模式，图 3 详细显示了第一个字轮的详细信息。图中 Ang 为校正后的字轮的角度。在该模式下，长按“SW wheel”可以切换不同的字轮，以查看不同字轮的详细信息。
通过内部算法，可以实现流量计的报警功能，即显示“Tamper detected”，如图 4 所示。当有一个磁铁靠近字轮或者传感器时，传感器模拟输出电压会超出正常范围。通过设定阈值，可以实现“正常运行”还是“收到攻击”的判断。当外加磁场消失后，系统会自动恢复到正常运行的状态，即显示“Status normal”。
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