基于TDC-GP2的时差式超声流量计的设计

在本系统中，start信号由I／O口产生，用来触发TDC启动测量。当激励端使得一换能器发出超声信号后，另一超声波换能器在接收到声信号后，将其转换成电信号，此时的电信号幅值很小，仅为毫伏级，而且会带有较多的干扰和噪声，模拟电路部分需要经过隔直选频和放大(信号幅值为3 V左右)，得到幅值较大、波形规整的近似变幅正弦波，该波的幅值由零递增，在达到最大值后再缓慢衰减。最后进行过零检测，确定stop信号到来时刻。
2．2 系统的软件设计
系统上电后，首先进行系统初始化并从存储芯片读取必要的参数，然后程序就会进入测量功能的大循环。人们关注的是累积流量的数值，实际应用中．一般认为在短时间内的瞬时流量是不变的，因此只需每隔一段时间测量一次瞬时流量值，此瞬时流量值与时间的乘积就作为这段时间内的累积流量。为了降低系统功耗，只有在系统到达定时时间或者有按键触发中断时，系统由休眠状态被唤醒，进入工作状态。
系统总流程图如图5所示。

TDC时间测量部分主要根据过零检测的方式判断stop信号到来时刻，如图6所示。

3 结语
本系统以高精度计时芯片TDC-GP2为主要测时模块，采用时差式测量原理，并进行了实验，其中，传感器为V型安装，流体管径为20mm，经测量显示系统精度为±1％，符合系统设计要求。TDC-GP2测时单元的设计不仅在液体类流量测量中广泛使用，同时也适用于气体流量的测量，具有较广的实用性。另外，TDC-GP2为高精度、小封装、低功耗，加之系统软件采用低功耗设计，因此，从体积、精度和能耗上大幅提高了系统的总体性能。