Diseño de bajo consumo de energía y alta precisión del medidor de caudal ultrasónico.

1. Bajo consumo de energía y alta precisión del diseño del medidor de flujo ultrasónico 1. 1 El sistema que compone el diagrama de bloques del principio del sistema del medidor de flujo ultrasónico se muestra en la figura 1. El medidor de flujo ultrasónico por tubería de medición, circuito de conmutación, circuito de controlador de sensor ultrasónico, circuito amplificador, circuito de filtro, circuito de comparación, circuito de compensación de temperatura, CPLD, microordenador de un solo chip MSP430 y circuito de visualización de botones, etc. La parte de manejo de potencia cero CPLD6 completa principalmente el circuito de accionamiento del sensor ultrasónico del control y la recepción de la señal, después de la amplificación, el filtrado, el retardo de tiempo completo comparativo de bajo consumo de energía, medición de alta precisión. MSP430 MCU completa principalmente el cálculo del flujo, la compensación de temperatura y la recepción de la tecla de visualización. Para reducir el consumo de energía, el circuito de accionamiento ultrasónico, el filtrado del amplificador, el circuito de comparación de la fuente de alimentación o no por el interruptor de control del microordenador de un solo chip MSP430, el estado de MCU MSP430 de baja potencia puede alcanzar varios µA, µA, µA; Consumo de energía cero y en todo momento; La potencia estática del CPLD es solo un par de docenas de µA; A. Cuando el contador de frecuencia de 4 MHz funciona, el consumo de energía es de 100 μA en los lados izquierdo y derecho. El MCU MSP430 y otros CPLD de "consumo cero" suelen estar en estado de energía. 1. 2. Método de medición de tiempo de alta precisión y bajo consumo en sistemas de medición de flujo ultrasónico. La medición del tiempo es clave para la precisión de los sistemas de medición de flujo ultrasónico. Anteriormente, se utilizaban métodos para mejorar la frecuencia de reloj para resolver el problema de la medición de alta precisión. Sin embargo, el aumento de la frecuencia de reloj condujo al aumento del consumo de energía. Bajo consumo de energía y alta precisión no se pueden lograr simultáneamente. Bajo consumo de energía y alta precisión en el flujo ultrasónico resuelven este problema. En este artículo, la medición de tiempo de bajo consumo de energía y alta precisión con doble reloj finaliza la medición de la señal ultrasónica. El reloj de temporización se divide en la señal de reloj de baja frecuencia de pulso escolar y la señal de reloj T22, una parte del pulso de alta frecuencia. El reloj con la señal de pulso de baja frecuencia T1 se mide mediante el contador T1, y el pulso de alta frecuencia de la señal de reloj T2 se mide mediante el contador T2. Antes de la llegada del eco ultrasónico, sin utilizar la señal de reloj de baja frecuencia, la señal de reflexión ultrasónica alcanza el tiempo de la señal de reloj T2 mediante pulsos de alta frecuencia. Por lo tanto, el uso de dos señales de reloj de diferentes frecuencias para medir el tiempo reduce el consumo de energía del sistema y garantiza una alta precisión de medición. El diagrama del principio de medición de tiempo de bajo consumo y alta precisión se muestra en la figura 2. La posición S en la figura 2 representa la llegada de las señales de reflexión ultrasónica, y la posición S2 representa la señal reflejada T1, que se sincroniza con el momento de llegada. Español Señal reflejada cuando llegan, estar en la posición S, es decir, el contador T1 deja de contar, el tiempo de temporización se establece como T1 e inmediatamente comienza el contador de señal de alta frecuencia T2, el tiempo T2 para llegar al momento de la señal de reflexión un T1 se detiene, el tiempo de retardo T2 tiempo del temporizador se establece en T2, por lo que la propagación del tiempo super lupo t por pulso de baja frecuencia de alta tasa del tiempo de temporización de la señal de reloj T1 y la frecuencia del pulso del tiempo de temporización de la señal de reloj 1, se puede obtener mediante el cálculo como se muestra en el tipo: t = T1 + (1、t1- t2) Cuando se utiliza en el conteo de baja frecuencia que puede lograr un bajo consumo de energía, aunque cuando la sincronización con alta frecuencia el consumo de energía es muy grande, pero es corto de electricidad consumida es muy pequeño. 1. 3 bajo consumo de energía y alta precisión de temporización del circuito de realización de hardware del medidor de flujo ultrasónico de bajo consumo de hardware de realización de diseño de circuito de temporización de alta precisión UTILIZA el chip CPLD IspMach4064ZC, este chip ZUI alta frecuencia 400 MHZ, consumo de energía estática de solo 10 & mu; A, muy adecuado para el diseño de sistemas de baja potencia. I1 e I2 como dos contadores de 8 bits, I5 e I6 oscilador de alta frecuencia, I7, flip-flop D. La implementación del circuito de temporización de bajo consumo de energía y alta precisión se muestra en la figura 3. Cuando la emisión de señal ultrasónica, la señal de parada como nivel bajo, I1, cuenta el pulso de señal de reloj de baja frecuencia de T1, mantiene un nivel bajo, la señal de parada I7 D flip-flop de salida para el nivel bajo, el I5 con I6 compuesto de oscilador de alta frecuencia no es choque; Sop cuando recibe las señales de eco ultrasónico para el nivel alto, el contador deja de contar, la señal de nivel alto para detener el I5 con I6 produce señales de vibración completas del oscilador de alta frecuencia, el flip-flop D no volteó, la señal de salida permanecerá en nivel bajo hasta la llegada del siguiente pulso T de nivel alto, por lo que las señales de oscilación del contador generadas por 12 I5 con I6 hacia abajo; Presente un pulso de baja frecuencia que llega a T1 a lo largo de la señal de reloj, la salida del flip-flop D cambia, la salida de alto nivel, al invertir el I2 detiene el conteo y mantiene los datos de conteo sin cambios, hasta que el CLR se borre. 1. 4 el proceso de trabajo del circuito antes de la medición, por el microordenador de un solo chip MSP430 de la señal del reloj de temporización, la salida es un estándar para calibrar el I5 en la figura 3 y el oscilador I6, para adaptarse a diferentes temperaturas ambientales, y luego por el MSP430 MCU emite un pulso de reloj de 4 MHZ, para una medición de tiempo grande, es decir, CPLD Zui que funciona durante mucho tiempo en modo de alta frecuencia solo 250 ns, puede lograr un bajo consumo de energía y una medición de tiempo de alta precisión. En CPLD para medir el tiempo mediante la lectura MCU MSP430, realizar cálculos, luego la temperatura de la señal medida para compensar mediante cálculos de microcomputadora de un solo chip MSP430, ZUI mide el valor de la tasa de flujo, para visualización o transmisión remota, etc. 2. Datos experimentales utilizando el desarrollo del método del medidor de flujo ultrasónico (aleatoriamente 5 3/4 'solamente), el uso de la precisión del 0,2% de tres respectivamente 10 l, 20 l, 100 l contenedores estándar para la verificación, la velocidad de flujo en los 50 l/h, aplicación de 10 l cantidad estándar Jane; El caudal de los casos de 250 l/h, estándar de 20 l Jane; Condiciones de velocidad, aplicación de 2500 l/h 100 l de cilindro de medición estándar, presión 1,3 mpa de presión, los resultados de la verificación se muestran en la tabla 1.

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