一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及補(bǔ)償系統(tǒng),能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過程的檢測(cè)方法及補(bǔ)償系統(tǒng)。該方法包括下述步驟：提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，測(cè)量電容上的電壓，并計(jì)算該電壓與基準(zhǔn)電壓之差，得到二極管正向?qū)▔航担辉谡３暡ㄐ盘?hào)峰值測(cè)量時(shí)，將所述電容上檢測(cè)到的電壓加上得到的二極管正向?qū)▔航?，作為信?hào)峰值電壓計(jì)算流量。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過程，提高了流量計(jì)的精確度。
【專利說明】一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及補(bǔ)償系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波流量計(jì)測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波流量計(jì)是通過超聲波信號(hào)在流體中傳播的時(shí)間差值或頻率差值來測(cè)量流量的流量計(jì)，其最重要的部分就是對(duì)超聲波信號(hào)的處理及測(cè)量，而超聲波信號(hào)的峰值檢測(cè)是超聲波信號(hào)處理常用的一種測(cè)量方式。目前，對(duì)于超聲波信號(hào)的峰值檢測(cè)，大都用簡(jiǎn)單的峰值檢測(cè)電路，即利用二極管的單向?qū)ㄌ匦裕秒娙荽鎯?chǔ)超聲波信號(hào)的峰值，再測(cè)量電容存儲(chǔ)的電壓值作為超聲波信號(hào)的峰值。這種方法有明顯不足:1.二極管在單向?qū)〞r(shí)，存在正向?qū)▔航?，所以電容存?chǔ)的電壓值與超聲波信號(hào)的真正峰值相差二極管的正向?qū)▔航担?.二極管由于型號(hào)、批次的不同，正向?qū)▔航狄膊槐M相同，而且在溫度有變化時(shí)，二極管的單向?qū)▔航荡嬖趪?yán)重的溫漂。所以這種簡(jiǎn)單測(cè)量方法，測(cè)得的超聲波峰值是一個(gè)不精確的值，僅能用于粗略運(yùn)算。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決超聲波流量計(jì)峰值檢波電路中由二極管的正向?qū)▔航导捌浯嬖趪?yán)重溫漂造成的測(cè)量不精確問題，而提供一種能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過程的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過程的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法，包括下述步驟:
[0007](I)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，測(cè)量電容上的電壓，并計(jì)算該電壓與基準(zhǔn)電壓之差，得到二極管正向?qū)▔航担?br> [0008](2)在正常超聲波信號(hào)峰值測(cè)量時(shí)，將所述電容上檢測(cè)到的電壓加上步驟(I)得到的二極管正向?qū)▔航?，作為信?hào)峰值電壓計(jì)算流量。
[0009]一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)，包括MCU模塊Ul、二極管Dl、電子開關(guān)U2、電容Cl、二極管D2、電阻Rl和A/D轉(zhuǎn)換模塊U3，超聲波信號(hào)源SI 一端接地，另一端與所述電子開關(guān)U2的常開端相聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的常閉端接基準(zhǔn)電壓V+，所述電子開關(guān)U2的公共端與所述二極管Dl正極聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的控制端與所述MCU模塊Ul的控制輸出端聯(lián)接，所述二極管Dl的負(fù)極分別與所述電容Cl 一端、所述電阻Rl —端及所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸入端聯(lián)接，所述電容Cl另一端接地，所述電阻Rl另一端與所述二極管D2的正極聯(lián)接，所述二極管D2的負(fù)極與所述MCU模塊Ul的1 口相聯(lián)接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸出端與所述MCU模塊Ul的輸入端相聯(lián)接；所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常閉端，使所述二極管Dl的正極接基準(zhǔn)電壓V+;所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V1,所述MCU模塊Ul計(jì)算得二極管Dl的正向?qū)▔航礦f為:Vf = Vt-V1 ;所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為低電平，將所述電容Cl的電壓泄放，再控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常開端，使所述二極管Dl正極接超聲波信號(hào)源SI,信號(hào)通過所述二極管Dl，峰值電壓存儲(chǔ)到所述電容Cl上，所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V2,計(jì)算得信號(hào)的峰值電壓Vp為:Vp = V2+Vf，作為超聲波信號(hào)峰值電壓值計(jì)算流量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]1、本發(fā)明的檢測(cè)方法通過基準(zhǔn)電壓與檢測(cè)電壓的差值，得到二極管的正向?qū)▔航?，在正常超聲波信?hào)測(cè)量時(shí)補(bǔ)償二極管的正向?qū)▔航?，得到?zhǔn)確的信號(hào)峰值電壓，消除了由于二極管型號(hào)、批次不同或溫度漂移造成的測(cè)量不準(zhǔn)問題，使測(cè)量到的超聲波信號(hào)峰值能夠應(yīng)用于精確計(jì)算過程中，提高了流量計(jì)的精確度。
[0012]2、通過本發(fā)明的補(bǔ)償系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1所示為本發(fā)明的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法包括下述步驟:
[0016](I)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，測(cè)量電容上的電壓，并計(jì)算該電壓與基準(zhǔn)電壓之差，得到二極管正向?qū)▔航担?br> [0017](2)在正常超聲波信號(hào)峰值測(cè)量時(shí)，將所述電容上檢測(cè)到的電壓加上步驟(I)得到的二極管正向?qū)▔航?，作為信?hào)峰值電壓計(jì)算流量。
[0018]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)的原理圖如圖1所示，包括MCU模塊U1、二極管D1、電子開關(guān)U2、電容Cl、二極管D2、電阻Rl和A/D轉(zhuǎn)換模塊U3，其中，MCU模塊可以采用TI公司的MSP430系列單片機(jī)MSP430F249TPM或同系列其他型號(hào)，也可以采用MCS-51系列、AVR系列或PIC系列等MCU，超聲波信號(hào)源SI —端接地，另一端與所述電子開關(guān)U2的常開端相聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的常閉端接基準(zhǔn)電壓V+，所述電子開關(guān)U2的公共端與所述二極管Dl正極聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的控制端與所述MCU模塊Ul的控制輸出端聯(lián)接，所述二極管Dl的負(fù)極分別與所述電容Cl 一端、所述電阻Rl —端及所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸入端聯(lián)接，所述電容Cl另一端接地，所述電阻Rl另一端與所述二極管D2的正極聯(lián)接，所述二極管D2的負(fù)極與所述MCU模塊Ul的1 口相聯(lián)接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸出端與所述MCU模塊Ul的輸入端相聯(lián)接；所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常閉端，使所述二極管Dl的正極接基準(zhǔn)電壓v+ ;所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V1，所述MCU模塊Ul計(jì)算得二極管Dl的正向?qū)▔航礦f為:Vf = Vt-V1 ;所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為低電平，將所述電容Cl的電壓泄放，再控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常開端，使所述二極管Dl正極接超聲波信號(hào)源SI，信號(hào)通過所述二極管Dl，峰值電壓存儲(chǔ)到所述電容Cl上，所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V2,計(jì)算得信號(hào)的峰值電壓Vp為:VP = V2+Vf，作為超聲波信號(hào)峰值電壓值計(jì)算流量。
[0019]本發(fā)明的檢測(cè)方法通過基準(zhǔn)電壓與檢測(cè)電壓的差值，得到二極管的正向?qū)▔航?，在正常超聲波信?hào)測(cè)量時(shí)補(bǔ)償二極管的正向?qū)▔航?，得到?zhǔn)確的信號(hào)峰值電壓，消除了由于二極管型號(hào)、批次不同或溫度漂移造成的測(cè)量不準(zhǔn)問題，使測(cè)量到的超聲波信號(hào)峰值能夠應(yīng)用于精確計(jì)算過程中。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法，其特征在于，包括下述步驟: (1)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，測(cè)量電容上的電壓，并計(jì)算該電壓與基準(zhǔn)電壓之差，得到二極管正向?qū)▔航担? (2)在正常超聲波信號(hào)峰值測(cè)量時(shí)，將所述電容上檢測(cè)到的電壓加上步驟(I)得到的二極管正向?qū)▔航?，作為信?hào)峰值電壓計(jì)算流量。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述檢測(cè)方法的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU模塊U1、二極管D1、電子開關(guān)U2、電容Cl、二極管D2、電阻Rl和A/D轉(zhuǎn)換模塊U3，超聲波信號(hào)源SI —端接地，另一端與所述電子開關(guān)U2的常開端相聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的常閉端接基準(zhǔn)電壓V+，所述電子開關(guān)U2的公共端與所述二極管Dl正極聯(lián)接，所述電子開關(guān)U2的控制端與所述MCU模塊Ul的控制輸出端聯(lián)接，所述二極管Dl的負(fù)極分別與所述電容Cl 一端、所述電阻Rl —端及所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸入端聯(lián)接，所述電容Cl另一端接地，所述電阻Rl另一端與所述二極管D2的正極聯(lián)接，所述二極管D2的負(fù)極與所述MCU模塊Ul的1 口相聯(lián)接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3的輸出端與所述MCU模塊Ul的輸入端相聯(lián)接；所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常閉端，使所述二極管Dl的正極接基準(zhǔn)電壓V+ ;所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V1,所述MCU模塊Ul計(jì)算得二極管Dl的正向?qū)▔航礦f為:Vf = Vt-V1 ;所述MCU模塊Ul控制所述二極管D2的負(fù)極為低電平，將所述電容Cl的電壓泄放，再控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開關(guān)U2切換至常開端，使所述二極管Dl正極接超聲波信號(hào)源SI，信號(hào)通過所述二極管Dl，峰值電壓存儲(chǔ)到所述電容Cl上，所述MCU模塊Ul控制所述AD轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容Cl上的電壓值V2,計(jì)算得信號(hào)的峰值電壓Vp為:VP = V2+Vf,作為超聲波信號(hào)峰值電壓值計(jì)算流量。
【文檔編號(hào)】G01F1/66GK104406641SQ201410680831
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】李蕊, 董旭, 李長(zhǎng)奇, 叢萌, 郭桂梅, 梁艷書 申請(qǐng)人:天津商業(yè)大學(xué)