基于相差积分法的超声波热量表的设计与研发
目前，应用最广的超声波热量表是在GP21专用计时芯片的基础上进行二次开发设计而成。这种基于时差法原理的超声波热量表在实际测量过程中，仅能测量超声波换能器接收波形信号中的前几个不稳定波形，极大影响了热量表的测量精度和抗干扰能力。相差积分法直接测量稳定波形信号，对比时差法原理，具有测量的相差时间短、波形信号稳定、不受接收信号幅度的影响等优势。本课题通过增加积分次数、移相、改变基准参考波形占空比等措施，完成了高稳定性、高时间分辨率的相差积分法超声波热量表的研制工作，主要研究内容如下。 第一章主要介绍了热量表的研究背景和发展现状，分析对比了时差法与相差积分法两种流量测量方法，最后介绍了论文的研究内容。 第二章介绍了以单片机MSP430F449为核心的硬件电路方案设计过程，包括以带复位功能D触发器为鉴相器的相差脉冲发生电路设计、以电容充放电为基础的时间-电压转换法测量相差脉冲时间的电路设计、以Pt1000电阻为温度传感器的恒流源测温电路及其他外围电路设计。 第三章介绍了超声波热量表的软件程序设计。程序设计采用中断方式实现系统低功耗运行，利用多中断源TB7定时器时序输出多路控制信号。论文详细分析了流量测量、温度测量、总线通信、显示按键等程序处理流程。 第四章对相差积分法超声波热量表样机进行了实验测试，并同时差法热量表进行了对比实验，确定了样机的性能参数。 最后对课题的研究工作和进展进行了总结，结合实际情况，为下一步工作提出了建议。
超声波热量表;仪器设计;测量精度;抗干扰能力;相差积分法
浙江大学
硕士
机械电子工程
阮晓东
2016
中文
TP274.53;TP202
81
2016-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）