智能超低功耗超声波热量计量系统设计

发布时间：2017-04-14 00:02

  本文关键词：智能超低功耗超声波热量计量系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超声波热量表是用于测量及显示供热系统中流体经热交换系统所释放或吸收热量的仪表。超声波热量表是由超声波流量计、温度测量模块、积分仪三部分构成,通过测量所得的流体流量数据和供、回水管道的温差值可计算出用户从热交换系统所得到的热量。目前国内生产的超声波热量表在运行稳定性和计量准确性方面还存在着不足,有待于进一步完善。 本文介绍了以超低功耗单片机MSP430为核心的超声波式热量表的具体设计。采用高精度时间测量芯片TDC-GP2实现超声波的传输时间测量和温度测量。MSP430系列的单片机具有多种低功耗工作方式,它作为热量表的核心部件,搭配高精度TDC-GP2寸间测量芯片使用,能够达到低功耗的运行。本文介绍了通过硬件电路设计和软件编程设置两种方式有效地降低热量表的功耗的方法。 本文阐述了MSP430单片机和TDC-GP2芯片的通信、热量表测量原理和微功耗的实现方法。超声流量测量技术提供了一种无阻碍式的测量方法,它是一种低压降和低功耗以及高精度的测量流量的方法。这是一种将温度测量与超声流量测量相结合的户用超声式热量表。与传统的热量表相比,它克服了易损坏、精度低等缺陷。通过利用微控制器的休眠模式等方法,能大幅降低仪表系统的功耗。
【关键词】：超声波热量表 TDC-GP2 MSP430单片机 时差测量
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH81
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 课题的研究背景及意义7
• 1.2 国内外研究现状7-8
• 1.3 超声波热量表概述8-9
• 1.4 课题研究的主要内容9-10
• 1.5 拟采用的研究方法和技术路线10
• 本章小结10-11
• 第二章 超声波流量检测技术研究11-26
• 2.1 超声波流量检测方法介绍11
• 2.2 超声波流量测量11-14
• 2.3 流速分布修正系数K14
• 2.4 流速分布修正系数的处理14-15
• 2.5 温度对超声波流量测量的影响15-17
• 2.6 超声波传播时间测量技术研究17-20
• 2.7 超声波信号处理20-23
• 2.8 时差法超声波流量计测量的误差分析23-25
• 本章小结25-26
• 第三章 温度测量与热量算法26-35
• 3.1 温度测量的方法26
• 3.2 温度传感器的选择26-27
• 3.3 温度测量原理27-29
• 3.4 温度测量的实现29-32
• 3.5 热量算法的设计32-34
• 本章小结34-35
• 第四章 系统硬件设计35-48
• 4.1 超声波换能器35
• 4.2 超声波换能器设计35-36
• 4.3 硬件系统设计36-46
• 4.4 热量表的计量精度46-47
• 本章小结47-48
• 第五章 超声波热量表系统软件设计48-60
• 5.1 软件设计平台分析48
• 5.2 低功耗模式软件设置48-51
• 5.3 TDC-GP2温度流量测量软件设计51-52
• 5.4 软件主程序设计52-57
• 5.5 单片机仿真调试57-59
• 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 附录64-68
• 个人简介68

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本文编号：304744