一種基于MSP430的超低功耗高精度超聲波流量計的設(shè)計.pdf

1、流量作為工業(yè)控制領(lǐng)域的一個重要參數(shù)，如何提高其測量的精確度一直是業(yè)內(nèi)人士們鉆研的問題之一。超聲波流量計是從二十世紀五十年代發(fā)展起來的，一種非接觸式的，通過測算超聲波傳播時間進而求得流量的新型流量計。超聲波流量計因其非接觸式，適用范圍廣，精度高，智能化，成本低，抗環(huán)境影響能力強等特性受到了廣泛歡迎。然而，國內(nèi)的超聲波流量計的設(shè)計研發(fā)，不論是在精度，電路設(shè)計的合理性，穩(wěn)定性方面都與國外水平有著不小的差距。目前國內(nèi)的高端市場基本被國外產(chǎn)品所占

2、據(jù)，其成本比較高，國內(nèi)技術(shù)人員由于技術(shù)條件受限而難以對其進行維護。因此，開發(fā)本土化的，與國際水平相當?shù)牧髁坑嬕恢笔穷I(lǐng)域內(nèi)人士不懈努力的方向。
　　本論文首先介紹了課題的研究背景，流量計的發(fā)展歷史，介紹了多種流量計類型并對其優(yōu)缺點進行了比較。之后對超聲波流量計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了必要的介紹。對時差法測流量的原理進行深入的探討，運用數(shù)學(xué)工具分析了時差法各環(huán)節(jié)對最終測量結(jié)果的影響。主要包括流體運動狀態(tài)的分析，溫度對超聲波傳播速度的影響。

3、通過硬件電路實現(xiàn)了溫度的實時測量，并通過數(shù)學(xué)方法修正了線面速度誤差，從而達到提高測量精度的目的。
　　其次，本文設(shè)計了超聲波流量計的整體的硬件設(shè)計方案。選擇MSP430 FR4133作為系統(tǒng)總體控制芯片，選用TDC1000作為超聲波換能器的驅(qū)動芯片及溫度測量芯片，選用TDC7200作為高精度的時間測量芯片，并為兩塊芯片能夠正常實現(xiàn)功能設(shè)計了相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸電路，控制電路，及必要的電源和時鐘電路。并設(shè)計了可替換的溫度傳感器和超聲波傳感