基于時(shí)差法的高精度超聲波熱量表設(shè)計(jì).pdf

1、熱量表是用于測(cè)量及顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所釋放或吸收熱能量的儀表。超聲波熱量表憑借著測(cè)量精確度高、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)測(cè)量環(huán)境要求低等特性，廣泛應(yīng)用于熱計(jì)量中。為了解決超聲波熱量表在小流量情況下測(cè)量精度、分辨率的不足，結(jié)合脈沖計(jì)數(shù)法和抽頭延遲線法，設(shè)計(jì)了基于時(shí)差法的超聲波熱量表。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，介紹了超聲波熱量表中流量和溫度的不同測(cè)量方法，在分析了各種測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)和熱量表技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，采用時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，完成了

2、時(shí)差法超聲波熱量表方案設(shè)計(jì)。
　　其次，對(duì)超聲波熱量表硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)描述。其中，時(shí)間間隔測(cè)量和溫度測(cè)量模塊選擇分辨率為65ps的時(shí)差測(cè)量芯片TDC-GP2完成電路設(shè)計(jì);流量測(cè)量模塊設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)電路對(duì)TDC-GP2脈沖發(fā)生器單元發(fā)出的Fire信號(hào)進(jìn)行放大濾波后，輸出超聲波傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，回波信號(hào)處理電路實(shí)現(xiàn)超聲波傳感器接收信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換，模擬開(kāi)關(guān)電路通過(guò)控制傳感器收發(fā)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)超聲波傳播方向的切換。
　　最后，對(duì)超聲波熱

3、量表軟件程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，時(shí)間間隔測(cè)量模塊結(jié)合直接計(jì)數(shù)法和抽頭延遲線法完成流量測(cè)量中超聲波在流體中順、逆流傳播時(shí)間和溫度測(cè)量中電容放電時(shí)間的測(cè)量;上位機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊采用萊以特準(zhǔn)則和均值濾波法，剔除粗大誤差，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的有效性，并在上位機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果。
　　在完成本設(shè)計(jì)硬件電路、軟件程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試基礎(chǔ)上，搭建了測(cè)試實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在靜態(tài)水流和動(dòng)態(tài)水流條件下，進(jìn)行流量測(cè)量和溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的流量和溫度測(cè)量功