基于時差法的高精度超聲波熱量表設(shè)計.pdf

1、熱量表是用于測量及顯示水流經(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量精確度高、使用壽命長、對測量環(huán)境要求低等特性，廣泛應(yīng)用于熱計量中。為了解決超聲波熱量表在小流量情況下測量精度、分辨率的不足，結(jié)合脈沖計數(shù)法和抽頭延遲線法，設(shè)計了基于時差法的超聲波熱量表。本論文主要研究內(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量方法，在分析了各種測量方法優(yōu)缺點和熱量表技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，采用時間數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，完成了

2、時差法超聲波熱量表方案設(shè)計。
　　其次，對超聲波熱量表硬件電路設(shè)計進行了詳細描述。其中，時間間隔測量和溫度測量模塊選擇分辨率為65ps的時差測量芯片TDC-GP2完成電路設(shè)計;流量測量模塊設(shè)計中，驅(qū)動電路對TDC-GP2脈沖發(fā)生器單元發(fā)出的Fire信號進行放大濾波后，輸出超聲波傳感器驅(qū)動信號，回波信號處理電路實現(xiàn)超聲波傳感器接收信號的電平轉(zhuǎn)換，模擬開關(guān)電路通過控制傳感器收發(fā)狀態(tài)實現(xiàn)超聲波傳播方向的切換。
　　最后，對超聲波熱

3、量表軟件程序設(shè)計進行了詳細介紹，時間間隔測量模塊結(jié)合直接計數(shù)法和抽頭延遲線法完成流量測量中超聲波在流體中順、逆流傳播時間和溫度測量中電容放電時間的測量;上位機數(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，提高測量數(shù)據(jù)的有效性，并在上位機界面實時顯示測量數(shù)據(jù)計算結(jié)果。
　　在完成本設(shè)計硬件電路、軟件程序的設(shè)計和調(diào)試基礎(chǔ)上，搭建了測試實驗環(huán)境。在靜態(tài)水流和動態(tài)水流條件下，進行流量測量和溫度測量實驗，驗證了系統(tǒng)的流量和溫度測量功