GP21系列應用之一

超聲波水表以其高準確度、低始動流量、壓損小、量程比寬等特點迅速在供水行業中得到廣泛使用，隨著超聲測流技術的不斷進步，超聲波水表的技術也在不斷發展。尤其在2013年超聲波水表國家標準制定完成后，各個公司更是掀起了超聲波水表研發熱潮。超聲波水表研發入門容易，但是一個公司從研發到量產高質量符合國家標準的超聲波水表需要較長的研發周期。

1、世強超聲波水表方案框圖

EFM32G840F64+GP22超聲波水表方案功耗低，外圍元器件少，友好的軟件開發環境等優勢使該方案逐漸成為國內超聲波水表研發的主流方案。目前國內已經有十幾家水表公司采用這個方案。結構框圖見圖1。

圖1 超聲波水表結構框圖

2、超聲波水表流量校準方法

以校準一個流量點為例進行介紹。

首先實驗獲得批量生產樣表的基礎數據。

以20口徑超聲波水表為例，校準2500升/小時流量點，每10秒鐘約走水6.94升。

實驗獲得在約2500升/小時流速時，飛行時間差為2微秒，這樣，在這次批量生產的表中預設一組數據：2微秒，6.94升。然后開始生產校準，約2500升/小時的流速，校準用水大約65升左右，耗時約94秒。校準過程中，EFM32G840F64每10秒鐘累計流量增加6.94升，直到校準完成，不足10秒按百分比累計流量。在校準過程中，EFM32G840F64也一直在計算飛行時間差的平均值。

校準過程結束后，EFM32G840F64首先記下平均飛行時間差，這個時間差就是這塊表在約2500升/小時流速時的平均飛行時間差（實際的水流速度可能不是2500升/小時，因為很難精確的調到這個流速，再者流速一直在抖動，但是飛行時間差和流速是局部線性的，允許有偏差）。EFM32G840F64再通過串口從上位機得到實際累計了多少流量，實際標準流量除以EFM32G840F64校準時間內累計的流量，這個比例系數乘以6.94，就是這塊表在約2500升/小時的流速時每10秒實際應該累計的流量。

至此，得到了約2500升/小時流速時的一組實際數據：實際飛行時間差，實際每10秒累計流量。再一次測試這個流速下的數據時，以這組數據為準，超聲波水表精度就已經很高了。

3、結論

世強技術中心超聲波水表研發團隊在充分利用EFM32G840F64和GP22芯片性能優勢的基礎上，經過近5年的實驗，成功開發出低功耗超聲波滴水表。

應用這種校準方法，客戶在量產的過程中，超聲波水表校準完成后，再進行復測，合格率高達98%以上。

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