熱量表的測量電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱量表的測量電路，該測量電路包括GP21芯片、端子X4、端子X5、端子X7、端子X8、濾波電容C6、電容C8、電容C9、電容C11、電解電容C14、電解電容C15、電容C19、電容C20、耦合電容C21、晶振G1、標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、標(biāo)準(zhǔn)R22、分壓電阻R23、電阻R25、限流電阻R32、電阻R33和電阻R34，單片機通過管腳9～13向芯片GP21輸出采集流量的控制信號，產(chǎn)生脈沖通過電阻R34輸出給端子X8的管腳1，換能器產(chǎn)生超聲波通過管腳2、端子X7的管腳1、管腳2并通過管腳6返回芯片GP21進行存儲；單片機通過管腳9～13向芯片GP21輸出采集溫度的控制信號，芯片GP21分別通過端子X4、端子X5、電阻R21和電阻R22給電容C19充電；本發(fā)明的測量電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、功能可靠還易于實現(xiàn)。
【專利說明】熱量表的測量電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測量電路，具體涉及一種熱量表的測量電路，屬于熱計量技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波熱量表根據(jù)超聲波水流流速與超聲波在逆流水中傳播時間與順流傳播時 間差成一定比例的原理進行設(shè)計和制造的一種熱量計量器具。利用超聲波技術(shù)精確測量及 顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所釋放或吸收熱能，從而提供流量、溫度、溫差、熱量的精確計量和 顯示。一般超聲波熱量表主要包括以下幾個部分：標(biāo)準(zhǔn)測量安裝管段，用于提供超聲波換能 器安裝環(huán)境；換能器，是將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量的設(shè)備；配對溫度傳感器，用于提供進水 管道與出水管道的溫度測量；智能積算儀，提供超聲波測量的電路與軟件智能設(shè)計。
[0003] 目前熱量表所采用的測量電路，其模擬測量技術(shù)精度差，測量流量不穩(wěn)定，且電路 板的成品率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種熱量表的測量電路，能夠解決現(xiàn)有熱量表存在的問 題。
[0005] -種熱量表的測量電路，該測量電路包括GP21芯片、端子X4、端子X5、端子X7、端 子X8、濾波電容C6、電容C8、電容C9、電容C11、電解電容C14、電解電容C15、電容C19、電容 C20、耦合電容C21、晶振G1、標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、標(biāo)準(zhǔn)R22、分壓電阻R23、電阻R25、限流電阻R32、 電阻R33和電阻R34,外圍設(shè)備包括單片機、冷端溫度傳感器、熱端溫度傳感器和兩個換能 器；
[0006] 端子X4連接冷端溫度傳感器，端子X5連接熱端溫度傳感器，端子X7、端子X8分別 連接兩個換能器的正極；
[0007] GP21芯片的管腳23和管腳24分別連接端子X4和端子X5的管腳2，GP21芯片的 管腳20依次連接標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、電容C19后接地，GP21芯片的管腳19連接標(biāo)準(zhǔn)電阻R22后 接在電阻R21、濾波電容C19之間，GP21芯片的管腳17和管腳18接在標(biāo)準(zhǔn)電阻R21和電容 C19之間，GP21芯片的管腳22連接濾波電容C6后接地，GP21芯片的管腳22還連接電源， GP21芯片的管腳21接地，端子X4的管腳1和端子X5的管腳1也接在標(biāo)準(zhǔn)電阻R21和電容 C19之間；
[0008] GP21芯片的管腳1連接晶振G1后連接管腳2,電阻R25與晶振G1并聯(lián)，晶振G1外 殼接地，GP21芯片的管腳3引出后分成三路，其中一路連接電容C9后接地，另一路連接管腳 32,剩余那路連接電源正極，GP21芯片的管腳4接地，管腳5連接電阻R34后分成兩路，一 路接在端子X8的管腳1，另一路連接耦合電容C20后接在管腳30,管腳6連接電阻R33后 分成兩路，一路接在端子X7的管腳1，另一路連接耦合電容C21接在管腳27,管腳7接地， 管腳8?13均連接單片機，管腳14引出后分成兩路，一路連接濾波電容C11后接地，另一 路連接管腳29,管腳16連接限流電阻R32后連接單片機；
[0009] 管腳25、26連接電源正極，管腳28引出后分成兩路，一路連接電解電容C14后接 電源正極，另一路接地，管腳29引出后分成兩路，一路連接電解電容C15后接地，另一路連 接分壓電阻R23后接電源正極，電容C7與電解電容C14并聯(lián)，電容C8與電解電容C15并聯(lián)。
[0010] 有益效果：
[0011] 本發(fā)明采用GP21芯片集成芯片，其穩(wěn)定性高，通過濾波電容C6和耦合電容C21能 夠減少測量干擾，整個測量電路集成度體高，且流量測量和溫度測量的精度液提高了，此外 整個測量電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、功能可靠還易于實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明熱量表的測量電路原理圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。
[0014] 如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種熱量表的測量電路，該測量電路包括GP21芯片、 端子X4、端子X5、端子X7、端子X8、濾波電容C6、電容C8、電容C9、電容C11、電解電容C14、 電解電容C15、電容C19、電容C20、耦合電容C21、晶振G1、標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、標(biāo)準(zhǔn)R22、分壓電阻 R23、電阻R25、限流電阻R32、電阻R33和電阻R34,外圍設(shè)備包括單片機、冷端溫度傳感器、 熱端溫度傳感器和兩個換能器。
[0015] 連接關(guān)系：
[0016] 端子X4連接冷端溫度傳感器，端子X5連接熱端溫度傳感器，端子X7、端子X8分別 連接兩個換能器的正極；
[0017] GP21芯片的管腳23連接端子X5的管腳2，GP21芯片的管腳24連接端子X4的管 腳2, GP21芯片的管腳20依次連接標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、電容C19后接地，GP21芯片的管腳19連 接標(biāo)準(zhǔn)電阻R22后接在電阻R21、濾波電容C19之間，GP21芯片的管腳17和管腳18接在標(biāo) 準(zhǔn)電阻R21和電容C19之間，GP21芯片的管腳22連接濾波電容C6后接地，GP21芯片的管 腳22還連接電源正極，GP21芯片的管腳21接地，端子X4的管腳1和端子X5的管腳1也 接在標(biāo)準(zhǔn)電阻R21和電容C19之間；
[0018] GP21芯片的管腳1連接晶振G1后連接管腳2,電阻R25與晶振G1并聯(lián)，晶振G1外 殼接地，GP21芯片的管腳3引出后分成三路，其中一路連接電容C9后接地，另一路連接管腳 32,剩余那路連接電源正極，GP21芯片的管腳4接地，管腳5連接電阻R34后分成兩路，一 路接在端子X8的管腳1，另一路連接耦合電容C20后接在管腳30,管腳6連接電阻R33后 分成兩路，一路接在端子X7的管腳1，另一路連接耦合電容C21接在管腳27,管腳7接地， 管腳8、9、10、11、12、13均連接單片機，管腳14引出后分成兩路，一路連接濾波電容C11后 接地，另一路連接管腳29,管腳16連接限流電阻R32后連接單片機；
[0019] 管腳25、26連接電源正極，管腳28引出后分成兩路，一路連接電解電容C14后接 電源正極，另一路接地，管腳29引出后分成兩路，一路連接電解電容C15后接地，另一路連 接分壓電阻R23后接電源正極，電容C7與電解電容C14并聯(lián)，電容C8與電解電容C15并聯(lián)。
[0020] 其中，電阻R21阻值為1001 Ω，電阻R22阻值為1001 Ω，電容C19為104F，電阻R33 阻值為331 Ω，電阻R34阻值為331 Ω，電容C20為103F，電容C24為103F。
[0021] 工作過程：
[0022] 電阻R25與晶振G1產(chǎn)生時鐘信號，支持芯片GP21工作。
[0023] 單片機通過管腳9?13向芯片GP21輸出采集流量的控制信號，產(chǎn)生脈沖通過電 阻R34輸出給端子Χ8的管腳1，換能器產(chǎn)生超聲波通過管腳2、端子Χ7的管腳1、管腳2并 通過管腳6返回芯片GP21進行存儲，即芯片GP21采集到一組正向流量數(shù)據(jù)，反向同理；
[0024] 單片機通過管腳9?13向芯片GP21輸出采集溫度的控制信號，芯片GP21分別通 過端子Χ4、端子Χ5、電阻R21和電阻R22給電容C19充電，充電時間分別設(shè)為11、t2、t3、 t4,求t3、t4的平均值為t，時間t對應(yīng)的溫度值為Γ，即tl與t的比值為采集的冷端溫 度值，t2與t的比值為采集的熱端溫度值。
[0025] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱量表的測量電路，其特征在于，該測量電路包括GP21芯片、端子X4、端子X5、 端子X7、端子X8、濾波電容C6、電容C8、電容C9、電容C11、電解電容C14、電解電容C15、電 容C19、電容C20、耦合電容C21、晶振G1、標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、標(biāo)準(zhǔn)R22、分壓電阻R23、電阻R25、 限流電阻R32、電阻R33和電阻R34,外圍設(shè)備包括單片機、冷端溫度傳感器、熱端溫度傳感 器和兩個換能器； 端子X4連接冷端溫度傳感器，端子X5連接熱端溫度傳感器，端子X7、端子X8分別連接 兩個換能器的正極； GP21芯片的管腳23和管腳24分別連接端子X4和端子X5的管腳2，GP21芯片的管腳 20依次連接標(biāo)準(zhǔn)電阻R21、電容C19后接地，GP21芯片的管腳19連接標(biāo)準(zhǔn)電阻R22后接在 電阻R21、濾波電容C19之間，GP21芯片的管腳17和管腳18接在標(biāo)準(zhǔn)電阻R21和電容C19 之間，GP21芯片的管腳22連接濾波電容C6后接地，GP21芯片的管腳22還連接電源，GP21 芯片的管腳21接地，端子X4的管腳1和端子X5的管腳1也接在標(biāo)準(zhǔn)電阻R21和電容C19 之間； GP21芯片的管腳1連接晶振G1后連接管腳2,電阻R25與晶振G1并聯(lián)，晶振G1外殼 接地，GP21芯片的管腳3引出后分成三路，其中一路連接電容C9后接地，另一路連接管腳 32,剩余那路連接電源正極，GP21芯片的管腳4接地，管腳5連接電阻R34后分成兩路，一 路接在端子X8的管腳1，另一路連接耦合電容C20后接在管腳30,管腳6連接電阻R33后 分成兩路，一路接在端子X7的管腳1，另一路連接耦合電容C21接在管腳27,管腳7接地， 管腳8?13均連接單片機，管腳14引出后分成兩路，一路連接濾波電容C11后接地，另一 路連接管腳29,管腳16連接限流電阻R32后連接單片機； 管腳25、26連接電源正極，管腳28引出后分成兩路，一路連接電解電容C14后接電源 正極，另一路接地，管腳29引出后分成兩路，一路連接電解電容C15后接地，另一路連接分 壓電阻R23后接電源正極，電容C7與電解電容C14并聯(lián)，電容C8與電解電容C15并聯(lián)。
【文檔編號】G01K17/10GK104062037SQ201410246844
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】董偉, 王世程, 劉福強, 楊飛 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一三研究所, 山東省德魯計量科技有限公司