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便攜式超聲波流量計(jì)如何進(jìn)行硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)的改進(jìn)
日期：2025-05-18 18:43
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摘要：
便攜式超聲波流量計(jì)硬件系統(tǒng)的改進(jìn)
目前便攜式超聲波流量計(jì)采用的硬件系統(tǒng)中包括兩個(gè)供電系統(tǒng)，其中運(yùn)算放大器，比較器和一些邏輯器件要求5V電壓供電才能正常工作;而多路開關(guān)，觸發(fā)器,滋助晶振,計(jì)時(shí)芯片.硬件看門拘等器件只要3.3V供電就可以滿足工作要求．
*初考慮到低功耗的要求，采用的是位個(gè)電路的所有元件都直接用3.3V供電。運(yùn)算放大器，比較器和邏輯器件都選用供電電壓較小的芯片。功耗確實(shí)很低。但是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)．由于超聲波傳播的時(shí)間很短，所以對電路器件的梢度要求很高，而我們選用的低電壓供電芯片的響應(yīng)時(shí)間相對較長，經(jīng)常會引起很多誤差。由前面的電路分析可以知通．運(yùn)算放大器是用來放大接收信號幅值的．而比較器是閾值檢測和過零檢測部分的核心器件，所以如果信號處理有誤差．后面的計(jì)時(shí)模塊計(jì)算出的時(shí)間差值必定會有誤差，這樣選用超高精度計(jì)時(shí)模塊就沒有意義了?？紤]到這個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)過程中重新比較和選擇很多低電壓供電的比較器．結(jié)果都不能滿足精度要求，只有選用5V供電的比較器，響應(yīng)時(shí)間才能滿足后而計(jì)時(shí)模塊的測量要求。
兩個(gè)供電系統(tǒng)的電路方案在電源方面還是采用標(biāo)準(zhǔn)3.3V電池供電，只是通過采用一塊電壓轉(zhuǎn)換芯片來完成電壓的轉(zhuǎn)換。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，我們采取的方案在功耗上也可以滿足要求，因此*終采用了兩個(gè)供電系統(tǒng)的方案。兩種不同供電系統(tǒng)的樣機(jī)性能側(cè)試在實(shí)鈴部分會有詳細(xì)的介紹。
便攜式超聲波流量計(jì)軟件系統(tǒng)的改進(jìn)
便攜式超聲波流量計(jì)軟件系統(tǒng)的改進(jìn)主要是針對功耗的問題。主要的改進(jìn)是在計(jì)算部分，現(xiàn)在采用的測量方式是計(jì)時(shí)芯片每 4秒鐘進(jìn)一次流量測量模式．連續(xù)測量50次順、逆時(shí)間差后，計(jì)時(shí)芯片停止供電，然后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理轉(zhuǎn)化成流量, 測量50次的大約時(shí)間是25ms,其他時(shí)間計(jì)時(shí)芯片不工作．這樣能很好的控制整機(jī)的功耗。
*初的軟件計(jì)算采用的是每測量完一次順逆時(shí)間差對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化成流量，送顯示摸塊顯示。這樣在計(jì)算過程中計(jì)時(shí)芯片要一直處理供電狀態(tài)，顯示面板也一直在刷新，這親就導(dǎo)致功耗過高。經(jīng)過改進(jìn)后，采用目前使用的方案，合理的減小功耗，提高了電池的使用壽命。