基于TDC-GP22芯片的超声波水表在静态水流时影响测量稳定性的几种因素_第1页
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1、基于TDCGP22芯片的超声波水表在静态水流时影响测量稳定性的几种因素摘要：静态水流的测量是比较困难的,特别是对大管径来讲，滴漏水引起的流量变化可谓微乎其微，因而需要具备极大的测量分辨率才能实现大管径的静态水流的测量.目前市面上使用较多的为超声波水流测量方案,目前做得较好的可以实现TOF值的变化在60PS以内的稳定性，这就使水流量的高精度测量获得了可能,为智能水网络奠定了基础。这里介绍了静态水流时，影响TOF值稳定性的几种因素，用户在用TDCGP22或者其他飞行时间测量的芯片设计超声波水表时，可以得到借鉴。1. 基于GP22的电路设计：图1：基于GP22的电路设计2. 静态水流稳定性的影响因素

2、：A. 水汽在对整体测试前,请确保防水性能达IP68,水汽会影响PCB的正常工作，特别是在静态水流的测量时容易造成干扰.B. 换能器换能器的工作稳定性直接影响到TOF时间差的计算，确保换能器发射声波的时间隔保持稳定性及声波的强度保持稳定，提前在整体性能测试前做好换能器的测试。C. 电源 目前电源造成测量异常的情况较为多，电源输出的小信号对水流的影响是比较大的,所以应先对电源输出信号进行测试，若是电源效果不佳可以外加LDO解决.D. 电路板热堆积 电路板热堆积主要是影响芯片的节温，使半导体工作异常；因此在设计好电路后需对整体做温度验证，不同温度下测试信号的输出情况,看看零点漂移及TOF稳定性有没

3、有异常.E. 电路的高频信号影响 比较多的情况是在电路设计中使用模拟开关等高频器件，在大流量测量时问题不大,但是转换到静态水流时就容易出现干扰，所以尽量避免高频元件大量的使用.F. 水温水温主要是影响声波在水中的传播速率从而影响水表的零点，介质为自来水的状态下,20°C的水与70°C的水零点差异达11左右,这个是相当大的影响；特别是对于长距离传输的大水管来讲,它们往往是裸露在野外,容易受到昼夜温差、日照、海拔等因素造成零点漂移；因此对于此类在温差较大的环境下工作的水表来讲,最好的方法就是进行温度补偿。G. LAYOUT合理设计对于布线的一些重要考虑如下： i. 将晶振放置里芯片尽量近一些ii. 请不要将SPI的通信线与Load或者IO管脚走线跨接iii. 请不要跨接晶振线和load线iv. 请将双通C2和C3去藕电容放置离GP21电源管脚近的地方v. 请将温度测量走线设计的尽量短和对称vi. 如果可能，请应用铜层GND包围晶振3. 总结：Acam公司在2012年推出了TDCGP22时间数字转换器,GP22具有很多拓展功能,并且给需要超高精度皮秒级的应用带来了很多优势，像超声波水表和超声波热表。本文是将一些实际遇到的案例进行的文字总结,它提供的信息，有助于减少设计时

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