高精度超声波流量计的时差测量芯片

超声波流量计
超声波流量计市场是流量测量中增长速度最快的市场。越来越多的用户偏爱于非接触测量－以超声波为基础的测量就是其中一种。这种方法以精确的并且电流较低的时间测量为基础。其机械装置如图：
飞行时间法应用了声音在顺流和逆流中的传输速度不同的原理。计算公式： v = d*(t2-t1)/(2*t1*t2) = ca. c2/(2d*cosb)*(t2-t1) 这表明:要达到高分辨率就要有高精度的时间测量――小流速尤其如此。 例如：要在水中测量以速度为0.5m/s 的流体（20°C 时水速为c=1480m/s ）分辨率要达到0.5%，两个超声波传感器之间成45°，间距为10cm。那么，最终的时差为33ns.要达到要求，则精度应为165ps – 这对TDC-GP1来说不成问题！
TDC在此应用中的优点:
尺寸小: 小型TQFP44封装的单处理芯片
需要高达24位的宽动态范围。TDC很容易就能达到这个要求。GP1在110ps 的分辨率下测量可达100ms，这相当于30位的动态范围。
最高的分辨率: 通过取平均值（TDC-GP1非常适合此种方法）标准偏差可降低到几个皮秒
工业运作范围： -45°C to 85°C 甚至 +100°C 也有可能.
可使用电池: 对于手持的设备电流消耗必须要小，在这一点上 TDC-GP1非常适合。选择测量范围2并且每秒只进行一次测量和一次校准的话，供电电压为5V 时电流消耗只有3uA (注意:几乎全部消耗都被转移到校准时钟上。如果这个时钟的激活期非常吻合，则电流可降到nA!)
供电电压范围: 2,7V ....5,5V
温度测量: 声速随温度的变化而变化，所以必须把流体的温度控制为一定值，这需要把温度测量转化为时间测量。GP1的功能之一就是把温度测量转化为时间测量。在标准配置中RLC单元的分辨率为1°C 。应用外部组件可容易地降低此值。