本文關(guān)鍵詞：基于相差積分法的超聲波熱量表的設(shè)計與研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 相差積分法 時差法 超聲波熱量表 鑒相 電容充放電 低功耗

【摘要】：目前,應(yīng)用最廣的超聲波熱量表是在GP21專用計時芯片的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)設(shè)計而成。這種基于時差法原理的超聲波熱量表在實際測量過程中,僅能測量超聲波換能器接收波形信號中的前幾個不穩(wěn)定波形,極大影響了熱量表的測量精度和抗干擾能力。相差積分法直接測量穩(wěn)定波形信號,對比時差法原理,具有測量的相差時間短、波形信號穩(wěn)定、不受接收信號幅度的影響等優(yōu)勢。本課題通過增加積分次數(shù)、移相、改變基準參考波形占空比等措施,完成了高穩(wěn)定性、高時間分辨率的相差積分法超聲波熱量表的研制工作,主要研究內(nèi)容如下。第一章主要介紹了熱量表的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀,分析對比了時差法與相差積分法兩種流量測量方法,最后介紹了論文的研究內(nèi)容。第二章介紹了以單片機MSP430F449為核心的硬件電路方案設(shè)計過程,包括以帶復位功能D觸發(fā)器為鑒相器的相差脈沖發(fā)生電路設(shè)計、以電容充放電為基礎(chǔ)的時間-電壓轉(zhuǎn)換法測量相差脈沖時間的電路設(shè)計、以Pt1000電阻為溫度傳感器的恒流源測溫電路及其他外圍電路設(shè)計。第三章介紹了超聲波熱量表的軟件程序設(shè)計。程序設(shè)計采用中斷方式實現(xiàn)系統(tǒng)低功耗運行,利用多中斷源TB7定時器時序輸出多路控制信號。論文詳細分析了流量測量、溫度測量、總線通信、顯示按鍵等程序處理流程。第四章對相差積分法超聲波熱量表樣機進行了實驗測試,并同時差法熱量表進行了對比實驗,確定了樣機的性能參數(shù)。最后對課題的研究工作和進展進行了總結(jié),結(jié)合實際情況,為下一步工作提出了建議。
【關(guān)鍵詞】：相差積分法 時差法 超聲波熱量表 鑒相 電容充放電 低功耗
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 熱量表概述12-16
• 1.2.1 熱量表的組成和分類12-13
• 1.2.2 超聲波熱量表流量測量技術(shù)13-15
• 1.2.3 溫度測量15-16
• 1.2.4 計算器16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 課題研究意義18-19
• 1.5 課題任務(wù)19-21
• 本章小結(jié)21-22
• 2 相差積分法超聲熱量表硬件電路設(shè)計22-50
• 2.1 相差積分法22-30
• 2.1.1 微處理器選型及其外圍電路24-27
• 2.1.2 時間間隔測量方法27-30
• 2.2 流量測量電路30-43
• 2.2.1 超聲波換能器激發(fā)電路30-33
• 2.2.2 超聲波換能器波形接收電路33-34
• 2.2.3 激發(fā)接收轉(zhuǎn)換電路34-35
• 2.2.4 基準參考波形發(fā)生電路35-37
• 2.2.5 鑒相電路37-38
• 2.2.6 相位差時間測量電路38-41
• 2.2.7 電路工作原理分析41-43
• 2.3 溫度測量電路43-47
• 2.3.1 恒流源電路44-45
• 2.3.2 多通道切換開關(guān)電路45-46
• 2.3.3 電壓放大電路46-47
• 2.4 其他電路設(shè)計47-49
• 2.4.1 M-Bus通信電路47-48
• 2.4.2 顯示電路48-49
• 2.4.3 按鍵電路49
• 本章小結(jié)49-50
• 3 相差積分法超聲波熱量表軟件程序設(shè)計50-66
• 3.1 主程序處理流程50-53
• 3.1.1 初始化51-52
• 3.1.2 系統(tǒng)時基52-53
• 3.2 流量測量模塊53-56
• 3.2.1 控制時序53-55
• 3.2.2 流量測量處理流程55-56
• 3.3 溫度測量模塊56-58
• 3.3.1 鉑電阻阻值測量流程56-57
• 3.3.2 牛頓迭代法數(shù)據(jù)處理57-58
• 3.4 其他設(shè)計58-65
• 3.4.1 低功耗設(shè)計58-59
• 3.4.2 總線通信處理流程59-60
• 3.4.3 顯示處理流程60-63
• 3.4.4 按鍵處理流程63-65
• 本章小結(jié)65-66
• 4 樣機實驗與分析66-77
• 4.1 電容預(yù)充放電的影響66-70
• 4.2 零點跳動量與功耗70-73
• 4.3 相差積分法與時差法超聲波熱量表對比實驗73-74
• 4.4 換能器的影響74-76
• 本章小結(jié)76-77
• 5 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 課題總結(jié)77
• 5.2 課題展望77-79
• 參考文獻79-82

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本文編號：846827