CN211717569U - 用于超声燃气表的流量校准电路 - Google Patents
用于超声燃气表的流量校准电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211717569U CN211717569U CN201922368059.7U CN201922368059U CN211717569U CN 211717569 U CN211717569 U CN 211717569U CN 201922368059 U CN201922368059 U CN 201922368059U CN 211717569 U CN211717569 U CN 211717569U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pin
- capacitor
- resistor
- signal ground
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本申请实施例提出了用于超声燃气表的流量校准电路,包括对超声波传感器输出的回波信号进行一级放大处理的一级放大器电路,在一级放大器电路的输出端连接有进行二级放大处理的PGA自动增益电路以及饱和放大电路;在PGA自动增益电路的输出端连接有对输出信号进行比较的阈值比较电路,在饱和放大电路的输出端连接有将输出信号进行比较的过零检测比较电路。通过实时对回波信号进行实时放大倍数的调整,确保生成STOP信号首波的准确性,以便根据STOP信号完成超声波飞行时间的计量,由于相对现有技术简单设置若干个门限值来确定首波时刻的方式提升了飞行时间计算的准确性,从而提升了基于超声波的燃气流量计量的准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于信号处理领域,特别涉及用于超声燃气表的流量校准电路。
背景技术
随着技术研发能力的提升,超声波流量计越来越得到市场的认可。在天然气计量行业中,超声波流量计正逐步替代掉古老的模式燃气表。气体超声波流量计是通过测量超声波在流体中顺流传播时间与逆流传播时间从而计算出流体的流速,再通过流速计算出流过的流量。所以超声波在流体中传播时间测量的准确性是影响超声波流量计计量准确度的主要因素。
超声波在理想环境与介质中传播是没有衰减的,即驱动不变的情况下,接收信号也不会发生变化,但在实际使用中时,介质的组分可能不同,温度压力等环境也可能不同,这些都会导致在驱动不变的情况下,接收信号仍然会发生变化。超声波传感器产生的信号是以零点为基准的正玄波信号,现有技术中多是以固定的阀值比较器来判断第一波,从而测量顺逆流传播时间,当介质发生变化时,接收信号发生变化,此时阀值比较器的阀值时固定的,超声信号的第一波就可能会判断错误,以200kHz传感器为例,当错误判断一个周期的第一波就会造成5us的时间测量误差,这换算为流速,是一个非常大的误差,从而影响超声波流量计计量准确度。
目前市面上绝大多数采用时差法的超声波流量计都是采用GP2系列的TDC 计时芯片进行飞行时间检测,回波信号通过固定的阀值比较器来判断首波,从而计算流量,在介质等外在条件改变时,通常的采用的方法是多设置几个比较器的门限值,再根据不同的门限值测试到的飞行时间进行预判断再调节放大倍数,但是精度较低,存在很大的可能性判断错误首波的位置,从而导致飞行时间测试出现错误,也就是超声波流量计遇到的常见问题无流量走数。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本实用新型提供用于超声燃气表的流量校准电路,基于超声波传感器输出的回波信号进行流量校准,通过对回波信号进行适应性放大,能够提升超声波飞行时间的计算精度,从而确保流量计算的有效性。
具体的,本申请实施例提出的用于超声燃气表的流量校准电路,包括
对超声波传感器输出的回波信号进行一级放大处理的一级放大器电路,在一级放大器电路的输出端连接有对输出信号进行二级放大处理的PGA自动增益电路以及饱和放大电路;
在PGA自动增益电路的输出端连接有对输出信号进行比较的阈值比较电路,在饱和放大电路的输出端连接有将输出信号进行比较的过零检测比较电路;
基于阈值比较电路和过零检测比较电路输出结果生成用于确定首波位置的 STOP信号电路。
可选的,所述PGA自动增益电路,包括:
运算放大器IC14A,运算放大器IC14A的反向输入端用于接收一级放大器电路输出的放大结果,运算放大器IC14A的正向输入端连接模拟地,运算放大器IC14A的第一控制端连接供电端2V5,同时经电容C30连接信号地,运算放大器IC14A的第二控制端一方面连接供电端-2V5,另一方面经电容C36连接信号地,在比较器IC14A的输出端与反向输入端之间还设有并联的电容C39以及电阻R33,比较器IC14A的输出端经电容C390与可编程增益放大器IC10的 INMR引脚连接,INMR引脚同时经电阻R21连接信号地;
可编程增益放大器IC10的引脚INPR依次经电容C22、电阻R11连接信号地,可编程增益放大器IC10的引脚OFSN依次经电容C18、电阻R12、电阻R13 连接信号地,引脚OFSN与引脚VAGC之间设有电阻R12,可编程增益放大器 IC10的引脚VBAT连接供电端3V0,同时经并联的电容C170、电容C17连接信号地,引脚OFSN与引脚VREF同时经电容C16连接信号地,引脚EPAD连接数字地,可编程增益放大器IC10的引脚DETO、COMM连接信号地,
可编程增益放大器IC10的引脚OUTP连接有运算放大器IC12的引脚2,可编程增益放大器IC10的引脚OUTP与引脚FBKP之间连接有电容C26,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM连接有运算放大器IC12的引脚3,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM与引脚FBKM之间连接有电容C29,运算放大器IC12 的引脚1连接信号地,运算放大器IC12的引脚7连接供电端2V5,同时还经电容C23连接信号地,运算放大器IC12的引脚5、引脚6还连接有电容C28;
可编程增益放大器IC10的引脚GAIN连接数模转换器IC13的引脚1,IC13 的引脚1还经电阻R28连接信号地,IC13的引脚2连接信号地,IC13的引脚3 连接供电端3V0,同时还经电容C33连接信号地,IC13的引脚6连接信号地, IC13的引脚4、5分别经电阻R31、电阻R32连接供电端3V0。
可选的,所述阈值比较电路,包括:
放大器U11,放大器U11的反向输入端经电阻R204、电阻R22连接信号地,在电阻R22远离信号地的一端还与PGA自动增益电路的输出端TP58连接,放大器U11的正向输入端经电容C201连接信号地,电容C201两端并联有电阻 R206,电阻R206远离信号地的一端还经电阻R205连接供电端3V0;放大器 U11的第一控制端连接供电端3V0,放大器U11的第一控制端一方面经电容C202 连接信号地,另一方面与失调引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R207 与模数转换器U12的AINP引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R203与放大器U11的反向输入端连接;
模数转换器U12的AINP引脚还经电容C203连接信号地,模数转换器U12 的AINM引脚经电阻R208接地,模数转换器U12的SDO引脚经电阻R210、电容C205连接信号地,模数转换器U12的SCLK引脚经电阻R209、电容C205 连接信号地,模数转换器U12的DVDD引脚经电阻R222连接供电端3V0,模数转换器U12的AVDD引脚经电阻R223连接供电端3V0,模数转换器U12的 AVDD引脚与GND引脚之间并联有电容C204;模数转换器U12的AINP引脚还经电容C211与比较器IC7A的正向输入端连接;
比较器IC7A第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面还经电容C90 接信号地,比较器IC7A第二控制端一方面经电容C9接信号地,另一方面连接供电端-2V5,比较器IC7A输出端依次经电阻R16、R8接信号地;比较器IC7A 反向输入端经电阻R211连接数模转换器U10的引脚1,数模转换器U10的引脚 2、引脚6连接信号地,数模转换器U10的引脚3经电容C206连接信号地,在电容C206两端并联有电容C226,电容C206远离接地端的另一端连接供电端 3V0。
可选的,所述过零检测比较电路,包括:
比较器IC5A,比较器IC5A的反向输入端经电阻R14、电容C24与一级放大器电路的输出端TP51连接,比较器IC5A的正向输入端一方面经电阻R15与电容C24远离TP51的一端连接,另一方面连接信号地;比较器IC5A的第一控制端连接供电端2V5,比较器IC5A的第二控制端连接供电端-2V5同时经电容 C19接信号地;比较器IC5A的输出端经电容C8与比较器IC7B的正向输入端电连接;
比较器IC7B的正向输入端经电阻R3接信号地,比较器IC7B的输出端与三极管Q1的发射极连接,三极管Q1的基极经电阻R9接信号地,三极管Q1 的基极与发射极之间并联有电阻R10;三极管Q1的集电极处连接有信号端TP61,在信号端TP61与信号地之间设有并联的电阻R6以及电容C12。
可选的,所述STOP信号电路包括:
单稳态谐振器IC9,单稳态谐振器IC9的引脚2处接收阈值比较电路产生的 STOP2信号,单稳态谐振器IC9的引脚7经电阻R17连接供电端2V5,单稳态谐振器IC9的引脚6一方面接信号地,另一方面经电容C20与引脚7连接,单稳态谐振器IC9的引脚8一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C371接信号地;
单稳态谐振器IC9的引脚5设有输出端TP59,输出端TP59连接与门芯片 IC1的第一输入端,与门芯片IC1的第二输入端用于接收过零比较器产生的 STOP1信号,与门芯片IC1的第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C373连接信号地,与门芯片IC1的第二控制端连接信号地,与门芯片IC1 的输出端连接用于输出调整后STOP信号的输出端TP62。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是:
1、通过对回波信号进行放大处理,基于幅值扩大后的回波信号能够提升确定收到首波时刻的准确性,从而提升超声波飞行时间的精度,最终提高燃气流量计算的准确性。
2、对STOP信号进行分析与回波信号进行比对,使得STOP信号的首波与回波信号的首波一致,保持STOP信号与回波信号中的波形一一对应。
3、在PGA自动增益回路进行波形峰值与预设区间的比较过程,并基于比较结果对比较器的阈值电压进行针对性调整,从而确保阀值电平有足够的余量不会引起错波,保证最终流量的计算精度。
4、在STOP信号电路中增设与门芯片,将过零比较器产生的STOP1信号与谐振器输出进行与操作,用STOP2产生的单稳态波形在与STOP1进行与操作时能够很好的屏蔽掉由于噪声产生的STOP信号,从而得出正确的STOP信号。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提出的用于超声燃气表的流量校准电路的结构示意图;
图2是本申请实施例提出的电荷放大器电路的结构示意图;
图3是本申请实施例提出的PGA自动增益电路的结构示意图;
图4是本申请实施例提出的阈值比较电路的结构示意图;
图5是本申请实施例提出的STOP信号产生电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。
实施例一
为解决现有技术中存在的缺陷,本申请实施例提出了用于超声燃气表的流量校准电路,如图1所示,所述流量校准电路包括:
对超声波传感器输出的回波信号进行一级放大处理的一级放大器电路,在一级放大器的输出端连接有对输出信号进行二级放大处理的PGA自动增益电路以及饱和放大电路;
在PGA自动增益电路的输出端连接有对输出信号进行比较的阈值比较电路,在饱和放大电路的输出端连接有将输出信号进行比较的过零检测比较电路;
基于阈值比较电路和过零检测比较电路输出结果生成用于确定首波位置的 STOP信号电路。
在实施中,为了实现基于超声波的燃气流量测算,需要基于超声波传感器产生的超声波信号进行,超声波信号是以零点为基准的正弦波信号,现有技术中多是以固定的阀值比较器来判断接收到回波时刻的首波,从而测量顺逆流传播时间的计算。本申请实施例提出的流量校准电路,通过实时对回波信号进行实时放大倍数的调整,确保生成STOP信号首波的准确性,以便根据STOP信号完成超声波飞行时间的计量,由于相对现有技术简单设置若干个门限值来确定首波时刻的方式提升了飞行时间计算的准确性,从而提升了基于超声波的燃气流量计量的准确性。
本申请实施例提出的流量校准电路,主要的技术手段在于执行信号放大处理过程。放大处理主要是通过一级放大器进行。为了在放大过程中提升信号精度,还需要对放大后的信号进行针对性处理,主要包括阈值比较以及过零检测比较两类,具体分别由阈值比较电路以及过零检测比较电路进行处理。
在实际进行流量校准时,还可增加信号比对操作,对STOP信号进行分析与回波信号进行比对,使得STOP信号的首波与回波信号的首波一致。当首波一致后,由于超声信号的发送、接收周期一致,就可以完成回波信号的调整对齐,进而完成后续校准。
基于前文所述的处理原理以及诸多电路结构示意图,图1中的GP22模块根据处理后得到的STOP信号进行最终的燃气流量计量流程。
GP22模块采用GP22作为TDC计时芯片,选择MSP430F5419作为MCU 控制器,超声传感器谐振频率为220kHz,超声流道L=70mm。顺流测量时,GP22 产生FIRE驱动脉冲,经过超声驱动电路后,再通过开关模块1,由超声驱动模块驱动顺流传感器,逆流传感器产生超声回波信号通过开关模块2传递到超声信号处理模块电路,再给回GP22进行时间测量。逆流测量时,GP22产生FIRE 驱动脉冲,经过超声驱动电路后,由超声驱动模块驱动逆流传感器,此时,顺流传感器产生超声回波信号传递到超声信号处理模块电路,再给回GP22进行时间测量。测量得到顺流和逆流的飞行时间后,根据时差法计算出流过流道的流量。
具体的信号放大过程经一级放大器电路将回波信号进行一级放大处理,将放大后的信号分别输出至PGA自动增益电路以及饱和放大电路再进行二级放大处理。这里的一级放大电路典型的为电荷放大器电路。
在实施中,如图2所示,电荷放大器电路包括:
运算放大器IC14A,运算放大器IC14A的正向输入端接模拟地,运算放大器IC14A的反向输入端接回波信号RECEIVE,在运算放大器IC14A的反向输入端与运算放大器IC14A的输出端之间还设有并联的电容C39以及电阻R33;运算放大器IC14A的第一控制端接一方面供电端2V5,另一方面还经电容C30接信号地,运算放大器IC14A的负电源端一方面经电容C36接信号地,另一方面还连接供电端-2V5。
图2中,RECEIVE是超声传感器产生的原始回波信号,C39和R33为反馈电阻和反馈电容,电荷放大器的放大倍数为:A=Q/C39,Q为传感器产生的电荷量。
执行增益处理过程的PGA自动增益电路,如图3所示包括:
运算放大器IC14A,运算放大器IC14A的反向输入端用于接收一级放大器电路输出的放大结果,运算放大器IC14A的正向输入端连接模拟地,运算放大器IC14A的第一控制端连接供电端2V5,同时经电容C30连接信号地,运算放大器IC14A的第二控制端一方面连接供电端-2V5,另一方面经电容C36连接信号地,在比较器IC14A的输出端与反向输入端之间还设有并联的电容C39以及电阻R33,比较器IC14A的输出端经电容C390与可编程增益放大器IC10的 INMR引脚连接,INMR引脚同时经电阻R21连接信号地;
可编程增益放大器IC10的引脚INPR依次经电容C22、电阻R11连接信号地,可编程增益放大器IC10的引脚OFSN依次经电容C18、电阻R12、电阻R13 连接信号地,引脚OFSN与引脚VAGC之间设有电阻R12,可编程增益放大器 IC10的引脚VBAT连接供电端3V0,同时经并联的电容C170、电容C17连接信号地,引脚OFSN与引脚VREF同时经电容C16连接信号地,引脚EPAD连接数字地,可编程增益放大器IC10的引脚DETO、COMM连接信号地,
可编程增益放大器IC10的引脚OUTP连接有运算放大器IC12的引脚2,可编程增益放大器IC10的引脚OUTP与引脚FBKP之间连接有电容C26,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM连接有运算放大器IC12的引脚3,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM与引脚FBKM之间连接有电容C29,运算放大器IC12 的引脚1连接信号地,运算放大器IC12的引脚7连接供电端2V5,同时还经电容C23连接信号地,运算放大器IC12的引脚5、引脚6还连接有电容C28;
可编程增益放大器IC10的引脚GAIN连接数模转换器IC13的引脚1,IC13 的引脚1还经电阻R28连接信号地,IC13的引脚2连接信号地,IC13的引脚3 连接供电端3V0,同时还经电容C33连接信号地,IC13的引脚6连接信号地, IC13的引脚4、5分别经电阻R31、电阻R32连接供电端3V0。
其中,IC10是一款线性的低噪声PGA,最大增益为80dB,工作频率范围可达18MHz,增益通过GAIN引脚电压进行控制,此电路中通过IC13(DAC)产生精密的控制电压。IC12是一款单位增益的差分转单端运放放大器。
对放大后的信号进行比较处理过程包括:
在比较器电路中判断放大后的回波信号波形峰值是否在预设区间内;如果在预设区间则计算两个波峰的中间值,通过DAC设置将中间值作为比较的阀值电压;如果在预设区间外则进行DAC调节,基于调节后的波形峰值再次进行判断。
首次运行时通过DAC给PGA预设一个合适的增益值,再通过DAC给比较器预设一个合适的阀值电压,在测量顺流时,通过ADC采集回波的波形,对波形进行数据分析,先看回波大小是否在650~750mV之间,如果不是,则通过调整DAC的值来控制PGA的增益将不同情况下的波形都保持在650~750mV,再通过对ADC采样的数据分析出第一波与第二波的峰值差异,将比较器的阈值电压设置到第一波与第二波峰值的中间电平,从而保证在波形发生抖动时,阀值电平有足够的余量不会引起错波。
执行比较过程的包括阈值比较电路以及过零检测电路,其中阈值比较电路如图4所示,包括:
放大器U11,放大器U11的反向输入端经电阻R204、电阻R22连接信号地,在电阻R22远离信号地的一端还与PGA自动增益电路的输出端TP58连接,放大器U11的正向输入端经电容C201连接信号地,电容C201两端并联有电阻 R206,电阻R206远离信号地的一端还经电阻R205连接供电端3V0;放大器 U11的第一控制端连接供电端3V0,放大器U11的第一控制端一方面经电容C202 连接信号地,另一方面与失调引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R207 与模数转换器U12的AINP引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R203与放大器U11的反向输入端连接;
模数转换器U12的AINP引脚还经电容C203连接信号地,模数转换器U12 的AINM引脚经电阻R208接地,模数转换器U12的SDO引脚经电阻R210、电容C205连接信号地,模数转换器U12的SCLK引脚经电阻R209、电容C205 连接信号地,模数转换器U12的DVDD引脚经电阻R222连接供电端3V0,模数转换器U12的AVDD引脚经电阻R223连接供电端3V0,模数转换器U12的 AVDD引脚与GND引脚之间并联有电容C204;模数转换器U12的AINP引脚还经电容C211与比较器IC7A的正向输入端连接;
比较器IC7A第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面还经电容C90 接信号地,比较器IC7A第二控制端一方面经电容C9接信号地,另一方面连接供电端-2V5,比较器IC7A输出端依次经电阻R16、R8接信号地;比较器IC7A 反向输入端经电阻R211连接数模转换器U10的引脚1,数模转换器U10的引脚 2、引脚6连接信号地,数模转换器U10的引脚3经电容C206连接信号地,在电容C206两端并联有电容C226,电容C206远离接地端的另一端连接供电端 3V0。
其中,TP58是PGA输出波形,U11是单位增益的放大器,此处主要为ADC 做输入缓冲,调整阻抗。增益可通过R203和R204进行调整。U12是一款最高采样频率达到3MHz的ADC,通过ADC采样回波的数据,MCU可进行数据分析,来确保控制增益使得回波的峰值保持在650~750mV之间,同时也可分析出第一波与第二波峰值的中间电平,再通过U10(DAC)将该值设置为比较器(IC7) 的阀值电压。
对应的过零检测比较电路,包括
比较器IC5A,比较器IC5A的反向输入端经电阻R14、电容C24与一级放大器电路的输出端TP51连接,比较器IC5A的正向输入端一方面经电阻R15与电容C24远离TP51的一端连接,另一方面连接信号地;比较器IC5A的第一控制端连接供电端2V5,比较器IC5A的第二控制端连接供电端-2V5同时经电容 C19接信号地;比较器IC5A的输出端经电容C8与比较器IC7B的正向输入端电连接;
比较器IC7B的正向输入端经电阻R3接信号地,比较器IC7B的输出端与三极管Q1的发射极连接,三极管Q1的基极经电阻R9接信号地,三极管Q1 的基极与发射极之间并联有电阻R10;三极管Q1的集电极处连接有信号端TP61,在信号端TP61与信号地之间设有并联的电阻R6以及电容C12。
其中,TP51是一级放大器输出,通过C24耦合进入IC5,IC增益通过R14 和R4控制,此处增益尽可能的大,以输出波形中第一个回波饱和为宜。在使用过零比较器产生STOP信号时,产生的脉冲信号受到输入信号大小的影响,信号越大,过零处的斜率越接近90°,这样误差就会越小,所以还需要增加设计饱和放大电路。
需要注意的,在STOP信号电路中基于输出结果屏蔽由于噪声引起的干扰,得到调整后的STOP信号。阀值比较器产生的STOP信号,也有过零比较器后产生的STOP,知道过零比较器产生的STOP信号误差更小(斜率接近90°);但是过零检测会连着信号中的噪声也会产生输出脉冲,这样无法判断出实际的STOP 信号,所以需要增加一级用阀值STOP信号来选出过零STOP信号的电路,再给到GP22芯片进行飞行时间检测。
如图5所示,所述STOP信号电路包括:
单稳态谐振器IC9,单稳态谐振器IC9的引脚2处接收阈值比较电路产生的 STOP2信号,单稳态谐振器IC9的引脚7经电阻R17连接供电端2V5,单稳态谐振器IC9的引脚6一方面接信号地,另一方面经电容C20与引脚7连接,单稳态谐振器IC9的引脚8一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C371接信号地;单稳态谐振器IC9的引脚5设有输出端TP59,输出端TP59连接与门芯片 IC1的第一输入端,与门芯片IC1的第二输入端用于接收过零比较器产生的 STOP1信号,与门芯片IC1的第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C373连接信号地,与门芯片IC1的第二控制端连接信号地,与门芯片IC1 的输出端连接用于输出调整后STOP信号的输出端TP62。
在实施中,IC9是单稳态谐振器,输入触发信号为阀值比较器产生的STOP2 信号,TP59输出端脉宽由R17和C20控制;IC是与门芯片,将过零比较器产生的STOP1信号与谐振器输出进行与操作,因为两路产生的STOP的相位基本一致,故用STOP2产生的单稳态波形在与STOP1进行与操作时能够很好的屏蔽掉由于噪声产生的STOP信号,从而得出正确的STOP信号。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.用于超声燃气表的流量校准电路,基于超声波传感器输出的回波信号进行流量校准,其特征在于,所述流量校准电路包括:
对超声波传感器输出的回波信号进行一级放大处理的一级放大器电路,在一级放大器电路的输出端连接有对输出信号进行二级放大处理的PGA自动增益电路以及饱和放大电路;
在PGA自动增益电路的输出端连接有对输出信号进行比较的阈值比较电路,在饱和放大电路的输出端连接有将输出信号进行比较的过零检测比较电路;
基于阈值比较电路和过零检测比较电路输出结果生成用于确定首波位置的STOP信号电路。
2.根据权利要求1所述的用于超声燃气表的流量校准电路,其特征在于,所述PGA自动增益电路,包括:
运算放大器IC14A,运算放大器IC14A的反向输入端用于接收一级放大器电路输出的放大结果,运算放大器IC14A的正向输入端连接模拟地,运算放大器IC14A的第一控制端连接供电端2V5,同时经电容C30连接信号地,运算放大器IC14A的第二控制端一方面连接供电端-2V5,另一方面经电容C36连接信号地,在比较器IC14A的输出端与反向输入端之间还设有并联的电容C39以及电阻R33,比较器IC14A的输出端经电容C390与可编程增益放大器IC10的INMR引脚连接,INMR引脚同时经电阻R21连接信号地;
可编程增益放大器IC10的引脚INPR依次经电容C22、电阻R11连接信号地,可编程增益放大器IC10的引脚OFSN依次经电容C18、电阻R12、电阻R13连接信号地,引脚OFSN与引脚VAGC之间设有电阻R12,可编程增益放大器IC10的引脚VBAT连接供电端3V0,同时经并联的电容C170、电容C17连接信号地,引脚OFSN与引脚VREF同时经电容C16连接信号地,引脚EPAD连接数字地,可编程增益放大器IC10的引脚DETO、COMM连接信号地,
可编程增益放大器IC10的引脚OUTP连接有运算放大器IC12的引脚2,可编程增益放大器IC10的引脚OUTP与引脚FBKP之间连接有电容C26,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM连接有运算放大器IC12的引脚3,可编程增益放大器IC10的引脚OUTM与引脚FBKM之间连接有电容C29,运算放大器IC12的引脚1连接信号地,运算放大器IC12的引脚7连接供电端2V5,同时还经电容C23连接信号地,运算放大器IC12的引脚5、引脚6还连接有电容C28;
可编程增益放大器IC10的引脚GAIN连接数模转换器IC13的引脚1,IC13的引脚1还经电阻R28连接信号地,IC13的引脚2连接信号地,IC13的引脚3连接供电端3V0,同时还经电容C33连接信号地,IC13的引脚6连接信号地,IC13的引脚4、5分别经电阻R31、电阻R32连接供电端3V0。
3.根据权利要求1所述的用于超声燃气表的流量校准电路,其特征在于,所述阈值比较电路,包括:
放大器U11,放大器U11的反向输入端经电阻R204、电阻R22连接信号地,在电阻R22远离信号地的一端还与PGA自动增益电路的输出端TP58连接,放大器U11的正向输入端经电容C201连接信号地,电容C201两端并联有电阻R206,电阻R206远离信号地的一端还经电阻R205连接供电端3V0;放大器U11的第一控制端连接供电端3V0,放大器U11的第一控制端一方面经电容C202连接信号地,另一方面与失调引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R207与模数转换器U12的AINP引脚连接,放大器U11的输出端还经电阻R203与放大器U11的反向输入端连接;
模数转换器U12的AINP引脚还经电容C203连接信号地,模数转换器U12的AINM引脚经电阻R208接地,模数转换器U12的SDO引脚经电阻R210、电容C205连接信号地,模数转换器U12的SCLK引脚经电阻R209、电容C205连接信号地,模数转换器U12的DVDD引脚经电阻R222连接供电端3V0,模数转换器U12的AVDD引脚经电阻R223连接供电端3V0,模数转换器U12的AVDD引脚与GND引脚之间并联有电容C204;模数转换器U12的AINP引脚还经电容C211与比较器IC7A的正向输入端连接;
比较器IC7A第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面还经电容C90接信号地,比较器IC7A第二控制端一方面经电容C9接信号地,另一方面连接供电端-2V5,比较器IC7A输出端依次经电阻R16、R8接信号地;比较器IC7A反向输入端经电阻R211连接数模转换器U10的引脚1,数模转换器U10的引脚2、引脚6连接信号地,数模转换器U10的引脚3经电容C206连接信号地,在电容C206两端并联有电容C226,电容C206远离接地端的另一端连接供电端3V0。
4.根据权利要求1所述的用于超声燃气表的流量校准电路,其特征在于,所述过零检测比较电路,包括:
比较器IC5A,比较器IC5A的反向输入端经电阻R14、电容C24与一级放大器电路的输出端TP51连接,比较器IC5A的正向输入端一方面经电阻R15与电容C24远离TP51的一端连接,另一方面连接信号地;比较器IC5A的第一控制端连接供电端2V5,比较器IC5A的第二控制端连接供电端-2V5同时经电容C19接信号地;比较器IC5A的输出端经电容C8与比较器IC7B的正向输入端电连接;
比较器IC7B的正向输入端经电阻R3接信号地,比较器IC7B的输出端与三极管Q1的发射极连接,三极管Q1的基极经电阻R9接信号地,三极管Q1的基极与发射极之间并联有电阻R10;三极管Q1的集电极处连接有信号端TP61,在信号端TP61与信号地之间设有并联的电阻R6以及电容C12。
5.根据权利要求1所述的用于超声燃气表的流量校准电路,其特征在于,所述STOP信号电路包括:
单稳态谐振器IC9,单稳态谐振器IC9的引脚2处接收阈值比较电路产生的STOP2信号,单稳态谐振器IC9的引脚7经电阻R17连接供电端2V5,单稳态谐振器IC9的引脚6一方面接信号地,另一方面经电容C20与引脚7连接,单稳态谐振器IC9的引脚8一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C371接信号地;
单稳态谐振器IC9的引脚5设有输出端TP59,输出端TP59连接与门芯片IC1的第一输入端,与门芯片IC1的第二输入端用于接收过零比较器产生的STOP1信号,与门芯片IC1的第一控制端一方面连接供电端2V5,另一方面经电容C373连接信号地,与门芯片IC1的第二控制端连接信号地,与门芯片IC1的输出端连接用于输出调整后STOP信号的输出端TP62。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201922368059.7U CN211717569U (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 用于超声燃气表的流量校准电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201922368059.7U CN211717569U (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 用于超声燃气表的流量校准电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN211717569U true CN211717569U (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=72818514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201922368059.7U Active CN211717569U (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 用于超声燃气表的流量校准电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN211717569U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112747797A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 金卡智能集团股份有限公司 | 流量计量电路 |
CN115014506A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-06 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 一种振动检测电路及便携式仪器 |
-
2019
- 2019-12-25 CN CN201922368059.7U patent/CN211717569U/zh active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112747797A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 金卡智能集团股份有限公司 | 流量计量电路 |
CN115014506A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-06 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 一种振动检测电路及便携式仪器 |
CN115014506B (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-04 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 一种振动检测电路及便携式仪器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10775212B2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
US10088348B2 (en) | Ultrasonic gas flow meter based on FPGA and DSP | |
CN211717569U (zh) | 用于超声燃气表的流量校准电路 | |
CN111121894B (zh) | 用于超声燃气表的流量校准方法 | |
EP2383550A1 (en) | Ultrasonic flow meter | |
CN109579950B (zh) | 一种气体超声波流量计的防错波检测装置 | |
CN205037931U (zh) | 一种高精度超声波气体流量计 | |
CN105115553A (zh) | 一种基于时差法的高精度超声波气体流量计 | |
CN107478282B (zh) | 超声流量检测信号处理方法及装置、时差法超声检测系统 | |
CN105181046A (zh) | 一种基于双核心架构的数字化超声波流量计系统及方法 | |
CN207586312U (zh) | 一种基于fpga的数字频率计 | |
CN105606170B (zh) | 一种带自学习模板的超声波气体计量装置及方法 | |
CN208795772U (zh) | 一种测试板卡 | |
CN213903643U (zh) | 一种信号输出控制装置 | |
CN109612541A (zh) | 一种气体超声波流量计的防错波信号处理电路 | |
RU2353905C1 (ru) | Способ измерения расхода жидких сред и ультразвуковой расходомер | |
US20170322061A1 (en) | Measurement apparatus, measurement method, and measurement program | |
CN105157772B (zh) | 计时终止方法和电路以及基于该电路的超声波检测系统 | |
CN114623890A (zh) | 一种气体超波声流量计及其跳波识别校正方法 | |
CN104393851A (zh) | 应用于超声波热量表的自动增益控制电路及其控制方法 | |
CN105629059A (zh) | 一种信号检测方法 | |
CN204216856U (zh) | 一种应用于超声波热量表的自动增益控制电路 | |
CN113932861A (zh) | 一种超声波采样窗口自适应调节方法及超声波燃气表 | |
CN216132509U (zh) | 一种超声波控制电路及超声波燃气表 | |
CN103353317B (zh) | 基于tdc-gp22的超大型管径超声波流量计及其信号增强方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |