Faible consommation d'énergie et conception de haute précision du débitmètre à ultrasons

1. Faible consommation d'énergie et haute précision de la conception du débitmètre à ultrasons 1.1 Le schéma fonctionnel du système composant le débitmètre à ultrasons est illustré à la figure 1. Le débitmètre à ultrasons comprend une conduite de mesure, un circuit de commutation, un circuit de commande du capteur à ultrasons, un circuit d'amplification, un circuit de filtrage, un circuit de comparaison, un circuit de compensation de température, un CPLD, un micro-ordinateur monopuce MSP430 et un circuit d'affichage des boutons, etc. Le composant de gestion de puissance zéro CPLD6 complète principalement le circuit de commande du capteur à ultrasons pour la commande et la réception du signal, après amplification, filtrage, décalage temporel complet comparatif de faible consommation d'énergie et mesure de haute précision. Le microcontrôleur MSP430 prend principalement en charge le calcul du débit, la compensation de température et la réception des touches d'affichage. Afin de réduire la consommation d'énergie, le circuit de commande à ultrasons, le filtrage de l'amplificateur, le circuit de comparaison de l'alimentation ou non par le commutateur de commande du micro-ordinateur monopuce MSP430, l'état du MCU basse consommation du MSP430 peut atteindre plusieurs & mu; A, & autres; Consommation d'énergie nulle & tout au long; puissance statique du CPLD n'est que de quelques dizaines de & mu; A. Lorsque le compteur de fréquence 4 MHz fonctionne, la consommation électrique est de 100 μm ; A gauche et droite, le microcontrôleur MSP430 et les autres dispositifs CPLD présentent souvent une consommation électrique nulle. 1. 2. Méthode de mesure du temps à faible consommation et haute précision dans les systèmes de mesure de débit ultrasonique. La mesure du temps est essentielle pour mesurer la précision de mesure du système de mesure Super Lupo. Les méthodes précédentes ont été utilisées pour améliorer la fréquence d'horloge afin de résoudre le problème de la mesure de haute précision. Cependant, l'augmentation de la fréquence d'horloge a entraîné une augmentation de la consommation électrique. Or, la combinaison d'une faible consommation d'énergie et d'une haute précision ne permet pas d'obtenir simultanément une faible consommation d'énergie et une haute précision. Dans cet article, la mesure du temps à faible consommation d'énergie et haute précision avec une double horloge complète la mesure du signal ultrasonique. L'horloge de synchronisation est divisée en deux parties : le signal d'horloge basse fréquence et le signal d'horloge haute fréquence T22. L'horloge avec le signal d'horloge basse fréquence T1 est mesurée par le compteur T1, et l'horloge avec le signal d'horloge haute fréquence T2 est mesurée par le compteur T2. Avant l'arrivée de l'écho ultrasonore, sans synchronisation du signal d'horloge basse fréquence, lorsque le signal de réflexion ultrasonore pulsé haute fréquence atteint l'instant T2, l'utilisation de deux signaux d'horloge de fréquences différentes permet de réduire la consommation d'énergie du système et de garantir une grande précision de mesure. Le principe de mesure du temps, à la fois faible consommation et haute précision, est illustré à la figure 2. La position S correspond à l'arrivée du signal de réflexion ultrasonore, tandis que la position S2 correspond à l'horloge T1. Français Le signal réfléchi lorsqu'ils arrivent, être en position S, le compteur T1 arrête de compter, le temps de synchronisation est réglé sur T1, et démarre immédiatement le compteur de signal haute fréquence T2, le temps T2 pour atteindre le moment du signal de réflexion un T1 s'arrête, le temps de retard T2 temps de minuterie est réglé sur T2, donc la propagation du temps super lupo t par impulsion basse fréquence taux élevé du temps de synchronisation du signal d'horloge T1 et la fréquence de l'impulsion du temps de synchronisation du signal d'horloge 1, peut être obtenue par calcul comme indiqué dans le type : t = T1 + ( 1、t1- t2) Lorsqu'il est utilisé dans le comptage basse fréquence qui peut atteindre une faible consommation d'énergie, bien que lorsque la synchronisation avec la consommation d'énergie haute fréquence est très grande, mais il est court d'électricité consommée est très faible. 1. 3 faible consommation d'énergie et synchronisation de haute précision le circuit de réalisation matérielle du débitmètre à ultrasons réalisation matérielle basse consommation de la conception du circuit de synchronisation de haute précision UTILISE la puce CPLD IspMach4064ZC, cette puce ZUI haute fréquence 400 MHZ, la consommation d'énergie statique de seulement 10 & mu; A, très approprié pour la conception de systèmes à faible consommation. I1 et I2 comme deux compteurs 8 bits, I5 et I6 oscillateurs haute fréquence, I7, bascule D. La mise en œuvre d'un circuit de synchronisation à faible consommation d'énergie et de haute précision est illustrée à la figure 3. Lors de l'émission d'un signal ultrasonore, le signal d'arrêt est de niveau bas, I1 compte l'impulsion du signal d'horloge basse fréquence de T1 et maintient un niveau bas, le signal d'arrêt I7 de la sortie de la bascule D pour le niveau bas, les I5 et I6 composés d'oscillateur haute fréquence ne subissent pas de choc ; SOP lorsqu'il reçoit des signaux d'écho ultrasonore pour le niveau haut, le compteur arrête le comptage, le signal de niveau haut pour arrêter les I5 et I6 produisant des signaux de vibration complets de l'oscillateur haute fréquence, la bascule D n'a pas basculé, le signal de sortie restera de niveau bas jusqu'à l'arrivée de l'impulsion T suivante de niveau haut, de sorte que les signaux de contre-oscillation générés par 12 I5 et I6 sont bas ; Présente une impulsion basse fréquence arrivant T1 le long du signal d'horloge, la sortie de la bascule D bascule, la sortie de niveau haut, en inversant l'arrêt du comptage I2 et en gardant les données de comptage inchangées, jusqu'à ce que le CLR soit effacé. 1. 4 le processus de fonctionnement du circuit avant la mesure, par le micro-ordinateur monopuce MSP430 du signal d'horloge de synchronisation, la sortie est une norme pour calibrer l'oscillateur I5 de la figure 3 et I6, afin de s'adapter à différentes températures environnementales, puis par l'impulsion d'horloge de sortie MSP430 MCU 4 MHZ, pour une mesure de grande durée, à savoir CPLD Zui fonctionnant longtemps en mode haute fréquence seulement 250 ns, peut atteindre une faible consommation d'énergie et une mesure de temps de haute précision. Français Dans CPLD pour mesurer le temps par la lecture du MCU MSP430, effectuer des calculs, puis la température du signal mesuré pour compenser par les calculs du micro-ordinateur monopuce MSP430, ZUI mesure la valeur du débit, pour l'affichage ou la transmission à distance, etc. 2. Données expérimentales en utilisant la méthode de développement du débitmètre à ultrasons (au hasard 5 3/4 'seulement), l'utilisation d'une précision de 0,2% de trois récipients standard respectivement de 10 l, 20 l, 100 l pour la vérification, la vitesse d'écoulement dans les 50 l/h, application de la quantité standard de 10 l Jane ; Le débit des cas de 250 l/h, standard de 20 l Jane ; Conditions de vitesse, application de 2500 l/h 100 l de cylindre de mesure standard, pression de 1,3 mpa, les résultats de la vérification sont présentés dans le tableau 1.

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