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技术文章  

超声波流量计如何进行硬件系统及软件系统的改进


发布日期:2021-01-21 点击:34次
超声波流量计硬件系统的改进
  目前超声波流量计采用的硬件系统中包括两个供电系统,其中运算放大器,比较器和一些逻辑器件要求5v电压供电才能正常工作;而多路开关,触发器,滋助晶振,计时芯片.硬件看门拘等器件只要3.3v供电就可以满足工作要求.
  最初考虑到低功耗的要求,采用的是位个电路的所有元件都直接用3.3v供电。运算放大器,比较器和逻辑器件都选用供电电压较小的芯片。功耗确实很低。但是通过实验发现.由于超声波传播的时间很短,所以对电路器件的梢度要求很高,而我们选用的低电压供电芯片的响应时间相对较长,经常会引起很多误差。由前面的电路分析可以知通.运算放大器是用来放大接收信号幅值的.而比较器是阈值检测和过零检测部分的核心器件,所以如果信号处理有误差.后面的计时模块计算出的时间差值必定会有误差,这样选用超高精度计时模块就没有意义了。考虑到这个问题,实验过程中重新比较和选择很多低电压供电的比较器.结果都不能满足精度要求,只有选用5v供电的比较器,响应时间才能满足后而计时模块的测量要求。
  两个供电系统的电路方案在电源方面还是采用标准3.3v电池供电,只是通过采用一块电压转换芯片来完成电压的转换。通过实验验证,我们采取的方案在功耗上也可以满足要求,因此最终采用了两个供电系统的方案。两种不同供电系统的样机性能侧试在实铃部分会有详细的介绍。 
超声波流量计软件系统的改进
超声波流量计软件系统的改进主要是针对功耗的问题。主要的改进是在计算部分,现在采用的测量方式是计时芯片每 4秒钟进一次流量测量模式.连续测量50次顺、逆时间差后,计时芯片停止供电,然后再对数据进行统一的处理转化成流量, 测量50次的大约时间是25ms,其他时间计时芯片不工作.这样能很好的控制整机的功耗。
  最初的软件计算采用的是每测量完一次顺逆时间差对数据进行处理,转化成流量,送显示摸块显示。这样在计算过程中计时芯片要一直处理供电状态,显示面板也一直在刷新,这亲就导致功耗过高。经过改进后,采用目前使用的方案,合理的减小功耗,提高了电池的使用寿命。
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