高正中，郭金建，李世光，桑志峰，姚秀勇

(1.山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛 266590；2.青岛盘古电气有限公司 山东青岛 266200)



低功耗高精度超声波热量表的设计与实现

高正中1，郭金建1，李世光1，桑志峰2，姚秀勇1

(1.山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛 266590；2.青岛盘古电气有限公司 山东青岛 266200)

本文设计了一款低功耗高精度的超声波热量表。热量表MCU选用低功耗MSP430系列芯片；时间测量芯片选用了高精度计时芯片TDC-GP22，配合超声波换能器测量水的流速，配合Pt1000测量入水口和出水口的水温;通信模块有红外通信和M_BUS两种通信方式。本文从原理、基表设计、硬件电路以及软件方面对设计进行了详细的阐述，最后通过测试结果说明了所设计的热表具有高的精确度，极低的功耗和良好的稳定性。

超声波热量表；基表；TDC-GP22；低功耗；高精度；小流量

0 引言

我国的冬季取暖收费制度过去是以按面积收费的形式，这种只与供暖面积有关而与用户实际使用量无关的收费方式日益显得不合理。按照我国建设节约型社会的要求,冬季取暖实行热能计量收费显得越来越重要。然而目前市场上的热量计量产品的质量存在着诸多问题，如:功耗较大，精度不高[1]等问题。

针对上述问题，本文提出了关于小口径的符合我国国情的热量计量技术方案。通过查阅文献和分析比较,本方案最终选择了超声波测量传感器进行设计，利用时差法原理进行测量。对于时间的测量选用ACAM公司最新推出的专业高精准的时间数字转换芯片TDC-GP22。……