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[参考译文] MSP430FR6043:水表 USS 配置

Guru**** 2381670 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR6043
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1479093/msp430fr6043-water-meter-uss-configurations

器件型号:MSP430FR6043

工具与软件:

大家好、团队成员:

我对 MSP430FR6043的 USS 配置有一些问题。
我所使用的线轴上接收到的信号振幅在1.0dB 增益下约为+/- 250mV。 在7.7dB 到11.7dB 增益设置下、接收到的信号振幅大概为1V、这解决了接收信号振幅过低的问题。 此信号在零流量期间是干净的。  但由于增益如此之高、信号的嘈杂部分也会被放大、在水流过程中获取错误读数。
 如果我能了解一下设置内容、以便我接收到的信号的幅度不应降低、而应管理错误的突发峰值、我将不胜感激。
我已经随附了一个描述该问题和 TI USS 设计中心 GUI 上配置的参数的文件。 总的来说、在零流量期间、接收到的信号和它的振幅是干净的、但是在流动期间、它失真很大。
请注意: Audiowell 超声波传感器正在用于此测试、尽管 使用的滑阀不是来自 Audiowell 、但它的尺寸为 DN40、具有用于放置传感器的 V 形几何形状配置。
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    尊敬的 Rishab:

    当流过管道时、水中是否有气泡或其他颗粒? 通常、当管子中的水开始流动时、我不会预计噪声会显著增加(到故障点)。 此外、您介绍的流速是多少? 两个换能器之间的距离是多少?

    我刚刚打开了文档、可以看到、在零流和引入的流中、ADC 捕获效果非常好。 问题似乎不是噪音。 我可以在您的 Δ ToF 中看到、您可以看到在我看来像是周期滑移问题的临时跳跃。 ToF 差中的周期滑移问题通常是由绝对 ToF 不准确引起的。 对于水计量、使用 Lobe 算法来固定绝对 ToF。在此、我们通常调节包络交叉阈值。 您是否可以尝试稍微提高包络交叉阈值以查看这是否有帮助?

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    尊敬的 Dylan:

    对于延迟响应、我们深表歉意。

    线路中没有气泡、且包络交叉阈值设置为35 (%)、但管道弯曲反射表面的几何形状和传感器布置稍有偏离、这使我在 PicoScope 示波器上观察到的 Rx 信号峰-峰振幅约为200mV、远低于 Audiowell 传感器数据表中350mV 规定的阈值。

    校正后、观察到的峰峰值幅度约为750mV。 我正在连接 PicoScope 示波器捕获和相同的更新 TI USS 设计中心软件参数配置。 我也将其用于流量测试和验证。

    我现在面临的问题是、在小于25或30 LPH 的低流量下、正确计算流量、但如果超过该值、则为零或负值。 我认为我应该调整 "Gap Between Pulse Start and ADC Capture" 参数设置为~90us。 我是否必须更改任何其他参数才能 正确检测飞行时间差? (基于 所连接的 PicoScope 示波器捕捉)

    e2e.ti.com/.../MSP430FR6043_5F00_RawWaveformCaptures_5F00_GeometryCorrection.pdf  

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    尊敬的 Rishab:

    不用担心。

    您使用的是此处的 EVM 还是定制的 PCB? 如果您使用的是 EVM、我们可以查看 ADC 采集窗口以查看是否存在一些问题。 在 PicoScope 窗口中、确定问题有点困难、但您的 pdf 中的波形看起来不错、您提到的振幅非常典型。 您可以尝试增加可编程增益、看看这是否有帮助、但我并未立即关注振幅。

    您可能需要执行流量 VFR 校准、如 《USS 设计中心用户指南》中 针对不同流速所示。

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    尊敬的 Dylan:

    这里使用的是 EVM。 我不得不改变 "Gap Between Pulse Start to ADC Capture"  时间限制为82us。 现在、即使在水流上、ADC 捕获也是稳定的。  

    我将连接观察到的波形。 此处是否可以接受 ABS ToF 和 Δ ToF?

    参考流量约为600 LPH、但 EVM 仅检测到约 25 LPH。 为了执行 VFR 校准、我将仅从一个范围开始进行校准、范围1校准点为:

    校准参数为:

    即使在我将其更新/写入 EVM 后、它仍然仅检测到大约25 LPH。 对于我应该在这里更改什么、以使其接近大约600 LPH 的参考仪表范围、是否有任何想法?

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    感谢您提供的信息。  

    Delta 和绝对 ToF 是否可以接受实际上取决于您-需要回答的问题是  

    1) 1)它是否产生了正确的流速且误差可接受? 如果是、则很好、如果不是、则转到2和3

    2) 2)根据换能器之间的距离、流速和您要测试的介质中的声速、绝对飞行时间是否准确?

    3) 3)根据换能器之间的距离、流速和介质中的声速、飞行时间增量是否准确?

    如果2和3的答案 是肯定的、那么您可能只需要针对给定的流量范围更改仪表常数。 如果两个选项中的任一个未回答、则您需要返回以调整您的一些其他参数。 若要确定您的参数是否可接受、理想的方法是查看具有预期流速和零流量的 ADC 捕获结果。 您可以在产品页面的各种文档中看到有关良好 ADC 捕获的大量示例。  

    我在您的 atof、dToF 和流速中看到了大量的跳跃、但这张图似乎包含您调节流速(因此它们应该会发生变化? 请确认)。

    如果可以确认上述情况、并且计算出的流速只是偏离比例因子、则需要调整仪表常数。 确定仪表常数的推荐方法是使用参考仪表、了解流速、然后调整仪表常数直至流速正确。 仪表常数只是用来线性调整 VFR 以适应不同管道尺寸的东西。

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    嗨、Dylan、


    此处有更新、因此流速随参考表上设置的不同流速线性变化、但不在正确缩放的值。 我将尝试您在校准期间改变仪表常数的建议、并将返回结果给您。 仪表常数是否与流速成正比? 从某种意义上说、当我增大仪表常数时、这是增加还是降低流速? 现有的仪表常数为 19296724.00L/h

    对于第2点和第3点、我已根据适合我的用例的值进行了设置、但我将同样进行重新检查和确认。

    是的、我正在改变流速、这就是您在 atof、dToF 和流速参数上看到大量跳跃的原因。

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    嗨、Dylan、

    预期 VFR (LPH) 实际 VFR (LPH)
    178.2. 0
    252.3. 6.3.
    317.34. 9.18.
    386.58. 13.8.
    449.58. 17.58.
    508.44. 15.78
    562.8. 21.06.
    688.02. 24.96.
    764.52. 27.18.
    838.6229508 29.09508197
    961.86 34.92.
    1072.2 36.36.
    1109.94. 28.86
    1184.22 40.26.
    1302.36. 44.7.


    这些是在大约175 LPH 至1300 LPH 之间变化的流量的记录值。 每个流量的可重复性也通过每个流速3次来验证。

    由于实际 VFR 的值呈线性增加且噪声很小、因此在将它们输入 GUI 以进行流量校准之前、是否应该进行线性拟合(y=mx+c)?

    此处、它们(实际 VFR)按比例因子显示为偏斜。 然后、我在 GUI 上为流量 VFR 校准输入这些值、它会在所有流量(一个或两个流量除外、其值小于1%)上显示 ME 误差(+/-25%)。 我的用例的可接受误差阈值是+/- 1%。 我仅使用一个范围(范围01)进行此校准。

    即使在校准后、当预期的流速应介于175LPH 和1300LPH 之间时、它仍在检测0至50 LPH 之间。

    为了在校准时修复此问题、我改变了什么参数?

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    嗨、团队、有任何更新吗?

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    尊敬的 Rishab:

    对延迟响应深表歉意。  

    如果测量的流量与实际流量相差一个恒定系数、则应该能够通过在 GUI 中调整仪表常数来实现正确的测量。

    在此之后、您可能会发现对于某些实际流速而言、误差太高。 那么我建议使用多个流速校准范围。

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    嗨、Dylan、

    不用担心。

    我将尝试改变仪表常数,虽然我想得到你的想法,我已经发送的数据上一条消息(预期的 VFR 与实际的 VFR )。

    您是否认为只需改变仪表常数参数即可解决该问题?

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    在 Excel 中查看数据时、可以看到实际流量与测量流量的比率在大约25-40之间、并且会产生一些噪声。

    在不知道具体用例的情况下、我会假设使用1个流速范围以及1米常数会导致过多误差、因为一些范围似乎需要常数40、一些为25、平均值可能为30。 您可以重试更多的范围、但当然您也不想描述10+的范围。  

    是否确定在所有这些流速下您的 ADC 采集看起来都正确? 您可能需要检查每个流速下的流速、以便了解在仪表常数刻度该值之前是否正确计算了流速。

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    是的、ADC 采集在所有范围内都稳定、没有突然出现的噪声信号。

    我还尝试了在整个最小和最大限值内改变仪表常数。 它可以调节流量、但不能像我所需要的那样将流量调节到测量流量的25或30倍。 其范围仅为+/-10%。  

    随附了一个捕获的流量波形示例(体积流速、AbsToF、dToF):

    此外、一旦我捕获数据并更新到 EVM-MSP430板的 VFR 流量校准、它会显示"Calibration Update Successful (校准更新成功)"、但无论写入板的校准值是什么、我都看不到流速的任何变化。 我将附上校准参数的图像供参考。

    在将 VFR 校准写入电路板之前、我还需要做什么其他事情吗?

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    团队、

    此查询的任何更新?