大口径超声波流量计高精度低功耗方案设计

大口径超声波流量计高精度低功耗方案设计Accordingtotheultrasonictimedifferencemeasurementwhichisthekeylinkabouttheprecisionandpoweroful-trasonicflowmeter,thecontrolsystemwithultralowpowerprocessorEFM32G880F128asthecontrolcore,withtimedifferencemeasurementcircuitconsistedofhighprecisionlowpowerultrasonic-sensinganalogfrontendTDC1000andtime-to-digitalcon-verterTDC7200wasdesigned,itbettercontrolederrorandpowerconsumptionintheprocessofechosignalamplificationandre-ceiving,thus,thebatterypowerandlargediametermeasurementprecisionoftheultrasonicflowmeterwereimprovedeffectivelyandthepowerisreducedgreatly.Theexperimentalresultsshowthatthemeasurementaccuracyiswithin1%.Itmeetstheneedsofthemarket,andhasagoodapplicationprospect.%针对影响超声波流量计测量精度和功耗的关键环节——EFM32G880F128TDC1000TDC7200测量电路的掌握系统,较好地掌握了在回波信号的放大及接收过程中产生的误差及功耗,有效地提高了电池供电、大口径超声波流量计的测量精度,降低了产品功耗.经1%,能够满足市场需求,具有良好的应用前景.《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2023(000)0065(P44-47,53);TDC1000;TDC7200梅彦平;嵇子航;林敏【作者单位】116600;大连理工大学城市学院,辽116600;大连理工大学城市学院,辽宁大连116600【正文语种】中文TP216等特点，在流量检测领域应用广泛［1］。此外，由于超声波液体流量计的流通通道未设置任何阻碍器件，在大口径流量测量中有比较突出的优势［2］。量计测量精度、降低功耗的解决方案，具有较高的有用价值。测量原理1［3－4］12，L2，vc换能器发出的超声波在室温静止流体中的传播速度，α2管渠轴线间的夹角。t1t2式中：DK误差功耗分析测量的准确性，是提高流量计测量精度的关键因素。mV，要准确采集到回波信号，必需对1MHz右，则必需承受带宽较高的高速放大器。2低功耗的微掌握器，关键还在于超声波时差测量电路的设计与掌握。硬件电路设计2EFM32G880F128MCUTDC1000TDC7200SPI存储等。外围电路由稳压电路、晶振、RS485LCDSWD程序调试下载接口等电路组成。EFM32G880F128ARMARMCortex－M3CPU平台，主频可达32MHz，具有4×40段LCD驱动器、16位低功耗定时器、2UART、超低功耗周密模拟电压比较器、12bitADCDAC900nA2μs20nA。创的超高能效与EFM32G880F12840%，格外适合电池长久供电的智能仪表应用。时差测量电路3TDC1000TDC7200播时间的测量等。TDC1000TDC1000〔analogfrontend，AFE〕，可用于测量流量、物位、距离和流体识别，广泛应用于汽车、工业、医疗和消费等领域。TDC1000420dB〔LNA〕，只需要简洁的电容或电阻即可组成电容反响或电阻反响放大电路；其次级为一个可编程增益放大器〔PGA〕，3dB21dB。TDC10003ShortTOFMeasurement，StandardTOFMeasurementStandardTOFMeasurementwithPowerBlanking。在超声到回波信号后发送停顿脉冲，随后放大器马上关闭。产生的干扰，进一步提高测量精度。TDC7200TDC7200是一款时间数字转换器，适用于流量计、燃气表和热量表等超声波感测，尤其是高精度零流量和低流量测量。TDC720020.012～0.5ms和01001b125～8ms55ps0.5μASPI5ps回波信号滤波电路TDC1000LNAOUTPGAIN、PGAOUTCOMPIN，分别31MHz波信号的高效滤波处理。这样，由TDC1000和TDC7200构成的超声波时差测量电路，除了微掌握器以外，只需用电阻、电容等无源元器件构成相应外围电路即可，不仅电路简洁，测量精度高，功耗也得到有效掌握。5流量计算程序、显示程序等局部组成。系统上电后，首先对系统时钟、显示模块、定时器、通讯模块、I／OTDC1000TDC7200TDC1000TDC7200降低功耗。，TDC1000TDC7200TDC7200以降低功耗，回波信号经过TDC1000进展滤波、PGA增益调整、放大等环节后，12bit号是否被调整到适宜的范围。当回波信号强度到达设定的强度范围时，TDC1000TDC7200TDC7200据脉冲信号测量超声波传播时间。TDC7200SPI流速和流量，并将相关信息显示在液晶显示器上。TDC1000TDC720012〔依据国家计量检定规程JJG1030—2023《超声流量计》〕，10.75mW〔s1〕，单节锂电池供电〔ER34615〕6，210a此外，在调试及分析的根底上，还通过以下措施来进一步提高系统测量精度：对于采集到的时差数据，可综合运用滑动平均滤波和中位值平均滤波法进展2TDC1000稳压器，协作大容量钽电容滤波，提高电源局部的抗噪力量。单独设立电源层和地线层，可以有效削减脉冲信号引起的串扰。PCB加线宽，尽量削减使用过孔，以掌握传输线之间的寄生电容。TDC1000TDC72002的标准，满足市场需求，具有良好的应用前景。【相关文献】［1］杨彬，秦文，张阿真.型管段式超声波液体流量计的设计［J］.自动化与仪表，2023〔8〕：31－35.［2］［J］.仪表技术与传感器，2023〔4〕：28－30.［