單通道時差法超聲流量計研發(fā)（軟件部分）【開題報告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計】

1、1畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計開題報告電氣工程與電氣工程與自動化自動化單通道時差法超聲流量計研發(fā)（軟件部分）單通道時差法超聲流量計研發(fā)（軟件部分）一、選題的背景與意義由于目前國內(nèi)大部分的流量計是用傳統(tǒng)的機(jī)械式接觸式測量法，但是接觸式流量流速測量具有十分明顯及普遍的缺點：受被測流體溫度、壓力、粘度、]6[密度等參數(shù)的影響十分大，并且難以檢測到強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量，目前的工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問

2、題，這是因為傳統(tǒng)接觸式流量計會隨著測量管徑的增大帶來制造和運(yùn)輸上的困難，關(guān)鍵是造價的提高、使用能量損耗的加大、安裝維護(hù)困難等因素使得廠家們與顧客急于尋找一種新的流量測量方法來減少種種環(huán)境或材料等因素對測量的影響。超聲波流量計相比于其他的傳統(tǒng)型流量計有著明顯優(yōu)勢。它屬于非接觸]51[?式測量類型儀器，超聲波在流動的流體中傳播時就能獲取流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而可以換算成流量。超聲波的特性使得超聲波流

3、量計幾乎不受被測流體的溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，由于其非接觸的特性使其可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。超聲波流量計更適用于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑管口的流量。使用超聲波流量計不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線的運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。另外，鑒于非接觸測量的特點，再配以合理的電子線路，一臺儀

4、表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量。它的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。具有上述一些優(yōu)點因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)國內(nèi)已制成不同聲道的標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應(yīng)不同介質(zhì)，不同場合和不同管道條件的流量測量。并且其相對造價大概是傳統(tǒng)流量計的十分之一，這對于商業(yè)上來說前景十分廣泛，所以廠家及用戶對非接觸式的超聲波流量測量計的研究力度和資金的投入不斷加大，使得超聲波流量計的發(fā)展十分迅速。3。]11[三

5、、研究的方法與技術(shù)路線：系統(tǒng)簡單的主要結(jié)構(gòu)通過調(diào)研，本課題的計時芯片選用了德國ACAM公司的高精度計時芯片第二代產(chǎn)品TDCGP2。它具有超高的精度和小尺寸的封裝，尤其適合于低成本]16[的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。TDCGP2具有高精度時間測量單元，高速脈沖發(fā)生器，接收信號使能，溫度測量和時鐘控制等功能，這些特殊功能模塊使得它尤其適合于超聲波流量測量和熱量測量方面的應(yīng)用。這款芯片利用現(xiàn)代化的純數(shù)字化CMOS技術(shù)，將時間間隔的測量量化到65Ps的精度

6、，給超聲波流量測量及其相關(guān)產(chǎn)品的時差測量提供了完美的解決方案。本課題使用的單片機(jī)是MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器(MixedSignalProcess)。稱之為混合信號處理器，主要是由于其針對實際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。MSP430系列是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機(jī)，在1996年問世，由