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TDC-GP21--超声波热量表的首选
作者:acammesselectronic GmbH 朱登科
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前言:

从2009年开始,中国北方供热改革已经真正的迈开了脚步,在未来的几年当中,北方各地将会加快对于供热计量方面的改革力度,按热量计价收费将会成为今后北方供热供暖方面的一个重点工作。而超声波热量表由于其测量方式无接触部件,低压降和低能量消耗而且测量高精度,正在逐渐取代机械式的热量表,成为北方供热供暖热计量方案的首选。应用德国acam公司的第一代产品TDC-GP2实现的超声波热量表已经在市场被广泛的应用,而且由于其集成度高,测量性能好功耗低的优势,受到广大的热量表公司的认可。而今,acam公司进一步推出了针对超声波热量表的高集成度TDC-GP21,在性能质量,功耗及其他各个方面将全面超越TDC-GP2,成为超声波热量表的首选。

TDC-GP21介绍:

在2010年的11月底,德国acam公司在原有的基础上,又专门针对超声波热量表的一些特性,进行了更深入的研究和改进,最终推出了新一代针对超声波热量表所设计的的芯片TDC-GP21。这颗芯片采用QFN32管脚的封装形式,除了具备了TDC-GP2的功能以外,还额外集成了超声波热量表所需要的信号处理模拟部分,比如模拟开关,以及低噪声斩波稳定(自动进行温度电压校正)模拟信号比较器,以及内部集成了温度测量所需施密特触发器,使超声波热量表的设计开发非常简单,大大降低材料和人工成本,并且将测量质量和功耗提升到了一个前所未有的等级,实现了更高集成度,更低功耗,更高精度的超声波热量表方案。TDC-GP21所能够实现的性能,是TDC-GP2所无法达到的。

TDC-GP21内部结构图

newmaker.com

上图中绿色部分,为专门针对热量表所集成的单元。

模拟控制部分将信号的发射接收的处理变得前所未有的简单,模拟信号和整个流程控制直接由这个部分来处理和自动操作,而且斩波稳定比较器可以保证测量的质量;

温度部分集成了施密特触发器,直接接上温度传感器和参考电阻就可以进行高精度的测量,测量的性能远远超过热量表所需的要求;

7x32的eeprom单元可以让客户存储整表的一些ID信息以及配置寄存器的信息。

管脚信号输出功能

除了上图中的额外增加的模块外,acam公司还针对超声波热量表的特性在GP21内部进行了一些超声波必要信号在其管脚Fire_in和En_start的输出,这些输出信号,可以帮助客户深入分析了解超声波信号以及GP21的一些特性。下面是一些示波器的截图。

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除了以上输出的信号外,还可以在EN_start管脚输出4k的晶振时钟,在Fire_In管脚上输出32k的低功耗晶振时钟,那么所输出的具体信号是由寄存器配置所决定,详细设置请参考TDC-GP21的用户手册。通过这些信号的输出,可以帮助客户详细的分析了解TDC-GP21的超声波测量特性,帮助客户在超声波热量表开发过程中克服很多困难。

一个应用TDC-GP21设计完整热量表是非常简单的,下面是一个超声波热量表原理图的例子:

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如上图所示,给我们最直观的印象就是,整个测量系统所需要的外部元器件非常少,整个结构很紧凑,除了所必需的简单单片机以及超声波换能器和温度传感器外,外部仅需要2对RC阻容,2个晶振,和一些旁路去藕电阻电容。时间测量上游,下游信号的发射接收以及信号的处理,温度测量等完全在TDC-GP21芯片内部完成,单片机仅需读取TDC-GP21的测量数据,将时间测量结果以及温度测量结果进行热量的转换计算即可。

如上图所示,给我们最直观的印象就是,整个测量系统所需要的外部元器件非常少,整个结构很紧凑,除了所必需的简单单片机以及超声波换能器和温度传感器外,外部仅需要2对RC阻容,2个晶振,和一些旁路去藕电阻电容。时间测量上游,下游信号的发射接收以及信号的处理,温度测量等完全在TDC-GP21芯片内部完成,单片机仅需读取TDC-GP21的测量数据,将时间测量结果以及温度测量结果进行热量的转换计算即可。

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从上图可以看到,上游下游时差零点测量非常稳定,由于应用TDC-GP21内部斩波稳定比较器,时差结果几乎不随时间及温度漂移。

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当然每个通道最多可以进行接受3个脉冲,每次上下游都可以一次获得三个结果,如果希望计算所有3个结果,请进一步与世强电讯工程师联络。

总结:

TDC-GP21这颗专门为超声波热量表测量所设计的高集成度芯片,将会使超声波热量表的设计进一步简化,降低整体成本,而其高质量的测量性能以及超低的测量功耗,必将成为继TDC-GP2之后成为超声波热量表设计的完美方案。更多详细信息,欢迎联系acam大中国区独家代理商世强电讯获取。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/19/2011)
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佳工网友 张先生 (Email) 于7/1/2011 11:32:00 AM评论说:
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