本课题要研究的内容如下：

1.查阅相关文献资料，和图书馆资料对超声波流量计工作原理进项探索；

2.超声波传感器的技术指标及使用方法；

3.超声波探头的安装方式对比选取（Z型、V型、W型）；

4.单片机芯片的选择，要求低功耗、低价格、芯片的功能能满足本设计的所有要求；

5.测量结果显示模块设计：拟选择LCM液晶模块；

6.各个模块与单片机的连接：单片机控制模块，进行适时的时间测量，从而调用数据处理模块进行流量计算，最后调用显示模块进行流量结果显示。将设计工作进行仿真后与理论预计进行比较分析，改进设计方案，最后对毕业设计的过程进行总结。

超声波流量测量仪凭借其优势已经在工业生产中广泛使用，本课题设计基于时差法的理论研究，运用了抗干扰技术对波信号进行处理，对测量结果有了很大程度上的提高。并经过多次讨论研究对其硬件的内部电路进行了详细的计算，设计出了高性能高匹配度的发射、接收电路，并设计出了一套信号调理电路；同时画出了设计的具体电路图。此外，在设计中，我们尽最大努力的去改进实现算法，成功的降低了外界温度变化对测量结果和测量精度的影响。

在设计中，改进软硬件算法提升了计量精度，使得测量结果更加准确、可靠，使得流量计工作更加稳定，减弱了环境影响。

本课题的主要研究内容

本次课题研究，我主要是以提高流量计测量精确度，降低软硬件功耗为研究核心。论文首先阐述了，课题研究的目的和意义，国内外发展历史以及现状水平，然后对超声波换能器做了简单分析，主要对时差法超声波流量测量仪的原理和功能做详细叙述，最后分析了系统误差，对本课题做了最后的总结以及未来的展望。

首先，我决定在系统利用时差法的测量原理，采用数字电路的抗干扰接收波形处理技术，提高了测量效果。选用了高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2用于时间的测量以及控制发射脉冲，以超低功耗的MSP430F427单片机作为系统的核心，用于控制及计算处理。结合超声流量计阀值比较模型和超声波信号过零点不受其电压幅度变化影响的优点，提出了过零阀值比较模型，阀值比较模型可以有效去除接收换能器接收到超声波信号之前的干扰信号，而超声波过零点不随其电压幅度变化而变化，结合两者的优点可以有效抑制静态时间差变化很大的范围，同时设计了技术电路，消除了部分干扰。采用GP2通过芯片内部门电路的传播时延进行系统传播时间的测量，与传统的高速计数器相比，具有极高的精度，并可以在1MHz的频率下完成电路，避免了高频电路的干扰等复杂问题，有效提高流量计测量精度和稳定性。为降低功耗，间断性关断放大器电源，节省了电池电量，延长了更换电池的周期。