基于MSP430的超低功耗熱量表系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、隨著我國節(jié)能建筑的大力發(fā)展,傳統(tǒng)熱量供應(yīng)模式已經(jīng)不能適應(yīng)節(jié)能戰(zhàn)略的要求,按面積收費的供暖方式淡化了用戶的節(jié)能意識,阻礙了節(jié)能建筑的有效實施。在1995年國家發(fā)布了《建筑節(jié)能“九五"計劃和2010年規(guī)劃》,規(guī)定從2010年我國供暖收費制度將改為分戶計量式的方式,這極大地促進了我國熱量表的市場發(fā)展。國內(nèi)市場上一時間出現(xiàn)了各式各樣的熱量表,包括自主研發(fā)的以及國外產(chǎn)品的代理,國內(nèi)熱表市場由此形成。近年來,超聲波測量技術(shù)以其高精度和無接觸的測量優(yōu)

2、點得到了界內(nèi)的認可,但在國內(nèi)基于超聲波的熱量表并沒有真正扎根,在技術(shù)和運營方面還需要進一步的標準化和規(guī)范化。
　　本文針對我國熱量表的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了我國與國外熱表行業(yè)的異同,利用專用計量芯片實現(xiàn)了熱量表的熱量計量、溫度控制等系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)。文章首先從熱量表系統(tǒng)的功能組成說起,接著分析了計量的物理公式;第二部分介紹了TDC-GP22芯片中對超聲波飛行時間的高精度測量方法以及放電法的測溫原理,接下來引出超聲波技術(shù)熱量計量的系統(tǒng)方案;第

3、三和第四部分完成了硬件部分的制作和調(diào)試和各個模塊的軟件調(diào)試以及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測量,最終利用測量數(shù)據(jù)完成了對熱量計量的換算等工作。除了對熱量值的高精度數(shù)據(jù)測量以外,系統(tǒng)還實現(xiàn)了像遠程數(shù)據(jù)傳輸、溫控等在內(nèi)的附加功能。在系統(tǒng)制作過程中解決的技術(shù)難題和設(shè)計創(chuàng)新點,現(xiàn)陳述如下:
　　1)超聲波換能器在選取過程中進行了頻響掃頻測試,并檢測出選取的超聲波具有極性,在反接之后回波響應(yīng)衰減明顯,不利于超聲波的檢測;
　　2)由于換能器的老化或附著

4、物對波形造成的衰減單純用屏蔽法將會產(chǎn)生周期丟失現(xiàn)象,利用最新“第一波檢測”技術(shù)較好的防止了這一現(xiàn)象;
　　3)對于熱量值的計量采用了軟件優(yōu)化算法,測量值更加穩(wěn)定,對各個測量值的求解在運算量和精度上進行了平衡處理;
　　4)研究了熱量表的“干標”標定方法,在一定制作條件下可以完成對各個器件的質(zhì)量和實際物理特性進行測試,實現(xiàn)熱量表各測量參數(shù)的標定;
　　5)在系統(tǒng)完成計量功能的前提下實現(xiàn)了對溫度的控制,通過時間作息預(yù)設(shè)和實