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智能超低功耗超聲熱量表的研究與開發(fā)
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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控制理論與控制工程 |
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關(guān)鍵詞
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雙T選頻網(wǎng)絡(luò)|多脈沖測量法 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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60 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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文件大小
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1691K |
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發(fā)布時間
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2010-12-25 12:20:00 |
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預(yù)覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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0 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
碩士學位論文 智能超低功耗超聲熱量表的研究與開發(fā)，共69頁。
摘要
目前國內(nèi)市場上的熱量表產(chǎn)品，其流量測量部件多采用葉輪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對水質(zhì)要求較高，葉輪材質(zhì)及結(jié)構(gòu)受溫度影響大，并且對于戶用小流量流體測量精度不高。針對這些缺點，研制了以超聲波流量測量為原理的低功耗超聲式熱量表。從世界范圍內(nèi)看，低功耗超聲熱量表也是供熱系統(tǒng)未來發(fā)展需求。
本文首先對超聲波熱量表的研究背景和意義以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等進行了
綜述性介紹，并對目前熱量表亟待解決的難題和主要研究內(nèi)容作了介紹。
其次，在深入探討現(xiàn)代超聲檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文采用了固定短管式z式超聲探頭配置方式，插入型管道安裝。提出了超聲多次連續(xù)低壓脈沖激發(fā)，磁環(huán)濾波技術(shù)極大地降低了超聲處理功耗，為系統(tǒng)整體低功耗設(shè)計有著巨大貢獻。同時突破以往的回波處理技術(shù)，設(shè)計了全新的不對稱RC構(gòu)成的雙T選頻濾波網(wǎng)絡(luò)放大器作為自動增益放大器，保證了在回波信號不失真的情況下有效地濾除干擾信號，放大微弱回波信號。對于回波工作點的確定，提出了基于多脈沖測量法的計數(shù)一搜索算法，保證了回波準確無誤的判斷，大大提高了時差計量精度，進而提高了流量檢測精度。對于超聲波的時差法，設(shè)計出獨特的充放電電路間接測量方案，解決了小管徑、低流速情況下計數(shù)器計時精度問題。文中也對超聲流量測量誤差做了理論上的分析。
第三，本文提出了類Σ一△算法，結(jié)合單片機自帶的內(nèi)部比較器實現(xiàn)了高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換。這種方法具有電路結(jié)構(gòu)簡潔、成本低、溫度測量實時性好、穩(wěn)定性好、精度高等優(yōu)點。
第四，通過對現(xiàn)有的熱量算法分析，考慮到比熱容c和載熱流體密度p都是與溫度和壓力相關(guān)的函數(shù)，本文在改進的算法中將這兩個參量作為溫度的變量考慮，采用查表法計算，該算法比較簡單，避免了對溫度和密度進行復(fù)雜的數(shù)學校正。并且，對于實測溫度，采用線性插值法，通過與其距離最近的點計算相應(yīng)的焓值，從而得出該時刻消耗的熱量，保證測量精度。
第五，詳細闡述了系統(tǒng)控制器設(shè)計過程，選用低功耗單片機MSP430F448開發(fā)超聲熱量表的電子控制單元，完成硬件電路和軟件設(shè)計，實現(xiàn)了超聲熱量表的高度智能化和超低功耗。
最后，對實驗數(shù)據(jù)作了記錄并進行了分析，基本滿足設(shè)計要求。本超聲熱量一表經(jīng)過實際檢測，待機電流小于1．5 u A，活動電流不超過30 u A，基本實現(xiàn)低功耗，可以保證3．6V鋰電池供電8年的目標。按熱量表檢定規(guī)程c兒28．2000進行檢測，各項指標均達到2級精度要求。
關(guān)鍵字：超聲波，雙T選頻網(wǎng)絡(luò)，多脈沖測量法，類Σ一△算法，低功耗。
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