数字相差测量芯片在 超声波热表 水表中的应用.pdf

数字相差测量芯片在 超声波热表/水表中的应用 目录 1、 艾萨半导体 2、 数字相差流量测量芯片 3、 开启智能化热/水表设计 4、 Zigbee通讯产品 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.1 UTA6905 新特性  数字相差技术  回波幅值检测  换能器故障检测  第一波检测  可选的滤波方式 PIN TO PIN 兼容6903 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.1 数字相差技术 UTA6905 通过测量顺逆流两个方向的回波信号相 对于内部参考信号的相位差，从而计算出顺逆流回波信 号之间的相位差。 通过数字积分电路对相差信号进行积分，得到顺流 或逆流回波信号的相位差值△t’1、△t’2。 通过△t’1、△t’2精确计算出液体流量和流速。 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.1 数字相差技术 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.1 数字相差技术  连续计量多达31个回波的相差值，使流量测量 波动性更小，重复性更好。  采用高分辨率的TDC （单精度64ps，双精度 32ps ）计量相差信号，结果精度更高，稳定性更 好。  自动顺逆流测量，自动结果累加，减少SPI通 讯时间30%，整机功耗更低。 技术优势： 回波测量更稳定；小流量测量精度提高 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.2 回波幅值检测 如何判断回波信号质量？ 换能器之间的匹配，流体介质中的气泡、杂质影 响，这些都会导致回波信号发生变化。 如何提前预知换能器故障？ 随着应用时间的增长，换能器元件老化或者结垢 等原因会使信号会发生衰减。 如何实现前级放大输出自调整？ 在气表或其他应用场合，回波信号不断发生变化， 需要保证前级放大器输出自稳定。 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.2 回波幅值检测 测试数据如下： 标准信号 单位：mv 15 28 45 61 81 100 112 125 145 160 170 185 203 217 237 253 265 280 296 313 332 347 362 376 390 408 422 440 VECHO 寄存器 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 计算结果 15 31 47 62 78 94 109 125 141 156 172 188 203 219 235 250 266 282 297 313 329 344 360 376 391 407 423 438 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.2 回波幅值检测 逐次逼近式检测，在量程中由高到低检测； 500mv/250mv 量程可选： 在VECHO_RNG 中设置振幅测量量程： VECHO_RNG=100 ：Vrng=0.152VCC ，（500mV @VCC=3.3V ） VECHO_RNG=001 ：Vrng=0.076VCC ，（250mV @VCC=3.3V ） 分辨率：量程/32 最大测量31次回波 终止电压可设定 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.2 回波幅值检测 有效检测管段或换能器工作状态 提供在线工作状态参考 提前预知换能器故障 小提示： 建议把屏蔽寄存器DEVAL设置到回波稳定部分， 避开振幅未稳定的波形 合理设定终止电压，更节省测量时间和功耗 2、数字相差流量测量芯片--UTA6905 2.3 换能器故障检测 更加有效的断线检测机制： 可进行故障定位：顺流/逆流换能器断线 压电陶瓷工作异常检测 2、数字相差流量测量芯片--UTA