基于超声波的流量计量仪设计.doc

摘  要：从20世纪10年代至今，超声波流量计对于测量流体流量已经越来越重要。本设计主要是用时差法来制作超声波流量计，其测量原理是测量超声波在流体中顺逆流的传播时间，所得的时间差再通过相关的算法进行处理，最终得到流体的流速和流量。

本设计对测量精度要求较高。因此本设计采用基于TDC-GP22芯片的超声波流量计量仪的设计，在设计系统时设计了以下电路：超声波发送接收电路、时间数字转换电路、LCD显示电路、电源电路以及存储电路等，顺利的对流体流量进行了测量。

总而言之，本次设计的超声波流量计具有测量精度高、功耗低、测量环境好等特点。另外，本设计的超声波流量计可以适用于管道和明渠流量测量，适合测量的流体有水或者其它杂志较少的流体。

关键字：超声波流量计；TDC-GP22芯片；时差法

目录

摘要

Abstract

1引言-1

1.1课题开发的背景和意义-1

1.2超声波流量计计量仪的研究现状-2

1.3课题任务-2

2总体方案设计-4

2.1多普勒超声波流量计-4

2.2时差法超声波流量计-5

2.3方案确定-6

3硬件电路设计-7

3.1系统的组成及原理-7

3.2时间数字转换器的设计-7

3.3单片机模块的设计-9

3.3.1电源电路-10

3.3.2复位电路-11

3.3.3晶振电路-11

3.4显示模块的设计-12

3.5换能器模块的设计-13

4系统软件程序设计-15

4.1开发环境介绍-15

4.2软件系统主程序设计-15

4.3信号发送子程序设计-16

4.4信号接收子程序设计-16

4.5时间数字转换子程序设计-17

4.6时差法算法子程序设计-18

4.7显示子程序设计-18

5系统的调试-20

5.1系统的调试环境-20

5.2系统的调试过程及结果-20

5.3误差分析-20

6展望-22

致谢-23

参考文献-24