基于TDC-GP22與相關(guān)法高精度超聲波流量計的研制.pdf

1、超聲波流量計作為一種新型的流量計，具有精度高、量程比寬、無壓力損失、便于安裝等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于日常生活、商業(yè)貿(mào)易、工業(yè)流量計量等領(lǐng)域。隨著自動化儀表的快速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Τ暡髁坑嫷臏y量精度與穩(wěn)定性提出了更高的要求。本文針對在大流量點氣體超聲波流量計，測量精度低，測量穩(wěn)定性差的問題，設(shè)計一種基于計時芯片TDC-GP22與相關(guān)法相結(jié)合的時間測量方法，提高了系統(tǒng)的測量精度與穩(wěn)定性。主要從以下幾個方面的做了具體研究：
　　(1)查閱國

2、內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，詳細(xì)論述了超聲波流量計的工作原理，確立了基于直接時差法和相關(guān)法相結(jié)合的超聲波渡越時間的測量方法。
　　(2)采用32位ARM微處理器芯片STM32F407作為主控制器，利用該控制器軟硬件資源及低功耗等優(yōu)點，便于實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制及監(jiān)測，同時降低了系統(tǒng)的功耗。
　　(3)硬件部分采用模塊化設(shè)計思路，根據(jù)直接時差法測量原理設(shè)計了基于STM32F407的核心控制器電路、基于TDC-GP22的高精度數(shù)字計時電路、超聲波激

3、發(fā)電路、超聲波接收調(diào)理電路、掉電數(shù)據(jù)存儲電路、過零檢測電路等，并將模擬電路與數(shù)字電路分開布局制板，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
　　(4)利用keil MDK編程環(huán)境完成了系統(tǒng)軟件程序設(shè)計，文中給出了系統(tǒng)的軟件設(shè)計的整體框圖及部分功能模塊流程圖，并對相關(guān)法進(jìn)行了仿真，將相關(guān)時差法應(yīng)用到流量計的測量系統(tǒng)中，解決了直接時差法在噪聲干擾下誤判閾值的問題，提高了系統(tǒng)測量精度與穩(wěn)定性。
　　(5)在實驗環(huán)境下，對樣機的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行了整體