Baixo consumo de energia e design de alta precisão do medidor de vazão ultrassônico

1. Baixo consumo de energia e alta precisão do projeto do medidor de vazão ultrassônico 1. 1 O diagrama de blocos do sistema composto pelo princípio do sistema do medidor de vazão ultrassônico é mostrado na figura 1. O medidor de vazão ultrassônico mede a tubulação, o circuito de comutação, o circuito do driver do sensor ultrassônico, o circuito de amplificação, o circuito do filtro, o circuito de comparação, o circuito de compensação de temperatura, o CPLD, o microcomputador de chip único MSP430 e o circuito de exibição de botões, etc. A parte de manuseio do CPLD6 de potência zero completa principalmente o circuito de acionamento do sensor ultrassônico do controle e recebimento de sinal, após amplificação, filtragem, atraso de tempo completo comparativo de baixo consumo de energia, medição de alta precisão. O MSP430 MCU completa principalmente o cálculo de fluxo, compensação de temperatura e recepção da chave de exibição. Para reduzir o consumo de energia, o circuito de acionamento ultrassônico, a filtragem do amplificador, o circuito de comparação da fonte de alimentação ou não pelo interruptor de controle do microcomputador de chip único MSP430, o estado do MSP430 MCU de baixa potência pode atingir vários & mu; A, & outros; Consumo de energia zero & em todo; A energia estática do CPLD é de apenas algumas dúzias & mu; A, quando o contador de frequência de 4 MHz funciona, o consumo de energia em 100 & mu; A lados esquerdo e direito, MSP430 MCU e & outros; Consumo de energia zero & quot; CPLD é frequentemente o estado de energia. 1. 2 Método de medição de tempo de alta precisão e baixa potência em sistemas de medição de vazão ultrassônica. A medição de tempo é a chave para medir a precisão de medição do sistema de medição super lupo. Métodos anteriores foram usados ​​para melhorar a frequência do relógio das maneiras de resolver o problema de medição de alta precisão, mas o aumento da frequência do relógio levou ao aumento do consumo de energia. Baixo consumo de energia e alta precisão não podem ser obtidos ao mesmo tempo, a disputa de baixo consumo de energia e alta precisão de vazão ultrassônica resolve este problema. Neste artigo, o baixo consumo de energia e a medição de tempo de alta precisão com relógio duplo finalizam a medição do sinal ultrassônico. O relógio de tempo é dividido em sinal de relógio de baixa frequência de pulso escolar e sinal de relógio T22, uma parte do pulso de alta frequência. O relógio com sinal de pulso de baixa frequência T1 é medido pelo contador T1, pulso de alta frequência do sinal de relógio medido pelo contador T2. Antes da chegada do eco ultrassônico, sem a utilização do tempo de relógio de baixa frequência; ao utilizar o pulso de alta frequência, o sinal de reflexão ultrassônico atinge o tempo de relógio T2, portanto, o uso de dois tempos de medição de relógio de frequências diferentes pode reduzir o consumo de energia do sistema e garantir alta precisão de medição. O diagrama do princípio de medição de tempo de baixo consumo de energia e alta precisão é mostrado na Figura 2. A posição S na Figura 2 representa a chegada do sinal de reflexão ultrassônico, enquanto a posição S2 representa o relógio do sinal refletido T1 ao longo do momento de chegada. Sinal refletido quando eles chegam, esteja na posição S, o contador T1 para de contar, o tempo de tempo definido como T1 e inicie imediatamente o contador de sinal de alta frequência T2, o tempo T2 para atingir o momento do sinal de reflexão a T1 para, o tempo de atraso T2 tempo do temporizador definido como T2, então a propagação do tempo super lupo t pela alta taxa de pulso de baixa frequência do tempo de temporização do sinal de relógio T1 e a frequência do pulso do tempo de temporização do sinal de relógio 1, podem ser obtidos pelo cálculo conforme mostrado no tipo: t = T1 + (1、t1- t2) Quando usado em contagem de baixa frequência que pode atingir baixo consumo de energia, embora quando o tempo com consumo de energia de alta frequência seja muito grande, mas é curto de eletricidade consumida é muito pequeno. 1. 3 baixo consumo de energia e temporização de alta precisão o circuito de realização de hardware do medidor de vazão ultrassônico realização de hardware de baixa potência do projeto do circuito de temporização de alta precisão USA chip IspMach4064ZC CPLD, este chip ZUI alta frequência 400 MHZ, consumo de energia estática de apenas 10 & mu; A, muito adequado para o projeto de sistemas de baixa potência. I1 e I2 como dois contadores de 8 bits, I5 e I6 osciladores de alta frequência, I7, D flip-flop. A implementação do circuito de temporização de baixo consumo de energia e alta precisão é mostrada na figura 3. Quando a emissão do sinal ultrassônico, o sinal de parada como nível baixo, I1, conta o pulso do sinal de relógio de baixa frequência de T1, mantém um nível baixo, o sinal de parada I7 D flip-flop saída para o nível baixo, o I5 com I6 composto de oscilador de alta frequência não é choque; Sop quando recebe os sinais de eco ultrassônicos para o nível alto, o contador para de contar, o sinal de alto nível para parar o I5 com I6 produz cheio de sinais de vibração do oscilador de alta frequência, o flip-flop D não inverte, o sinal de saída permanecerá em nível baixo até a chegada do próximo pulso T de nível alto, então os sinais de oscilação do contador gerados por 12 I5 com I6 para baixo; Apresenta um pulso de baixa frequência que chega T1 ao longo do sinal de clock, a saída do flip-flop D flip, a saída de alto nível, invertendo o I2 para a contagem e mantém os dados de contagem inalterados, até que o CLR seja limpo. 1. 4 o processo de trabalho do circuito antes da medição, pelo microcomputador de chip único MSP430 do sinal de clock de temporização, a saída é um padrão para calibrar o I5 na figura 3 e o oscilador I6, a fim de se adaptar a diferentes temperaturas ambientais e, em seguida, pela saída do MCU MSP430 pulso de clock de 4 MHZ, para medição de grande tempo, ou seja, CPLD Zui longo tempo de execução no modo de alta frequência apenas 250 ns, pode atingir baixo consumo de energia e medição de tempo de alta precisão. No CPLD para medir o tempo pelo MSP430 MCU, leia, execute cálculos e, em seguida, a temperatura do sinal medido para compensar pelos cálculos do microcomputador de chip único MSP430, ZUI mede o valor da taxa de fluxo, para exibição ou transmissão remota, etc. 2. Dados experimentais usando o desenvolvimento do método de medidor de vazão ultrassônico (aleatoriamente 5 3/4 'apenas), o uso de precisão de 0,2% de três recipientes padrão de 10 l, 20 l e 100 l para verificação, a velocidade do fluxo em 50 l/h, aplicação de quantidade padrão de 10 l Jane; A taxa de fluxo dos casos de 250 l/h, padrão de 20 l Jane; Condições de velocidade, aplicação de 2500 l/h 100 l de cilindro de medição padrão, pressão de 1,3 mpa, os resultados da verificação são mostrados na tabela 1.

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