采用曲面拟合算法的超声波流量计研究

作     者：张兴红 李三 侯翔宇 ZHANG Xinghong;LI San;HOU Xiangyu

作者机构：重庆理工大学两江国际学院重庆400054 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2025年第407卷第1期

页      面：31-35页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：重庆理工大学大学生创新创业训练计划基金资助项目(2020CX054) 

主　　题：超声波流量计 时差法 TDC-GP22 最小二乘曲面拟合 

摘      要：为提高超声波流量计的精度,在传统时差法流量测量理论的基础上,提出并实现了一种基于时差法和温度补偿算法的高精度超声波液体流量计。流量计以ARM为内核的STM32F103主控芯片为控制计算中心,并且采用高精度低功耗时间数字转换器计时芯片TDC-GP22进行超声波传输时间的测量。并在传统的查表法温度补偿的基础上,提出了基于流速分段补偿的最小二乘曲面拟合算法,该算法基于温度和流速的关系拟合得到曲面模型,对瞬时流量进行补偿。实验结果表明,与查表法相比,在小流量区最小二乘曲面拟合算法的测量精度更高,其误差小于±2%,温度补偿效果更稳定。