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[参考译文] MSP430FR6043:高精度水表

Guru**** 681490 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR6043, MSP430FR6047, TDC7200, MSP430FR5041
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https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1309315/msp430fr6043-high-precision-water-meter

器件型号:MSP430FR6043
主题中讨论的其他器件: MSP430FR6047TDC7200

您好!
我希望实现智能水表。

要求如下:

  1. 必须能够准确测量水流、
     20-320升/小时-      误差<5%
     320 - 5000升/小时-  误差<2%
  2. 低功耗且由电池供电的设备。
  3. 启用了 lorawan、walkby、NB-IOT 和 Sigfox 通信。

问题:

  1. 您能否建议哪种绝对 ToF 测量方法更适合该要求(基于 TDC 的过零法/ 基于 ADC 的相关法)? 我对此感到非常困惑。
  2. 您能为该项目推荐一款好的 MCU 吗?
  3. 您能否为  满足此要求推荐一款出色的超声波传感器?
  4.  是否基于 MSP430FR6043/MSP430FR6047和 ADC 的相关方法准确为  - TDC、并采用 "需要皮秒分辨率的高精度计时器、例如 TDC7200。 "

提前感谢

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    1) 1)根据我们的文档、似乎基于 ADC 的相关方法会降低测量的标准偏差。 TI 器件使用基于 ADC 的相关方法。

    2) 2) MSP430FR6047 通常用于水计量。 您还可以将 MSP430FR6043 用于水计量应用和更准确的飞行时间数据。  不过、这些器件还包含 LCD。 如果您不需要 LCD、则可以使用 MSP430FR5043 或 MSP430FR5041来降低成本 。  在此页面上、您可以查看我们所有的超声波感应器件进行比较。 您还可以 在此处查看支持哪些测量类型的器件的列表

    3) 我们在自己的网站上列出的一个管道和换能器设置是  Audiowell 出售的。 我想我们的许多客户都使用 Audiowell 和 Jiakang 换能器。 许多其他公司销售的器件也可与我们的器件配合使用。

    4) 4)在我们的数据表中、我们指定 MSP430FR6047的 Δ TOF 精度为25ps、MSP430FR6043的 Δ TOF 精度为12.5ps。 我在 TDC7200数据表中看到它们报告转换具有 ps 级的精度。 这些器件很难比较、因为 TDC 似乎会接收启动和停止脉冲来确定飞行时间、但它不包括模拟前端或计算功能。 如果您想自己组装这些部件、您可能会发现这更适合您。 除了换能器和管道外、上面提到的 MSP 器件还包含执行测量所需的一切内容。 听起来准确度相当。

    我想指出的是、使用 MSP 或其他器件可以实现的精度在很大程度上取决于校准效果和硬件设计。 降低噪声并在换能器与管道、管道材料及大量其他物品之间实现最佳耦合都会影响测量的准确性。 虽然选择正确的器件来实现精确的测量至关重要、但为了实现精确的测量、考虑其他硬件和环境因素也非常重要。

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    感谢您的支持和及时的回应。

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    我 已经 浏览了2个文档  

    1. https://dev.ti.com/tirex/explore/node?node=A__AJlj95sxbE600AgGSpHgoA__com.ti.MSP430_ACADEMY__bo90bso__LATEST&search=msp430FR6043
    2. https://www.ti.com/lit/an/snia020/snia020.pdf?ts = 1685455898303&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    在第一个中,介质的速度由这个等式计算:

    速度= L/2 X deltaToF/(absToFUpStream) X (absToFDownStream)

    而在 第二个速度的介质通过以下等式计算:  

    我想知道这是怎么发生的。 这是一个精确的方程?  

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    您所链接的第二个文档是一个使用不同微控制器和模拟前端设置的不同应用。 这里的方程是它们在实现中所用的方程。 在具有 USS 库的 MSP430FR504x 和 MSP430604x 器件中、我们使用第一个公式、链接中提到了该公式。

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    非常感谢 Obrien

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    我还有一个疑问。

    1. 提供给客户的规格如下:

               20-320升/小时-      误差<5%
               320 - 5000升/小时-  误差<2%

               我们如何从 MCU 和 https://www.ti.com/tool/AUWE-3P-FLOWSENSORPIPE 规范的 Δ- TOF 精度得出误差率? 是否有任何公式可用于推导以升/小时为单位的误差?

       

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    我关于查找错误率的建议是围绕最终的 VFR。 当然、最终的 VFR 由速度决定、这由 dToF 决定、但将误差放在最终的 VFR 基础上意味着可以将管道连接到机械流量计上、 并轻松查看 MSP 计算出的实际流速与流速。 然后、您可以根据需要对参数进行微调、以尽可能匹配参考仪表。

    或者、您可以使用水中的声速、换能器之间的距离和流速(您必须使用另一种类型的参考仪表进行收集)来计算预期的绝对 ToF。 然后、您可以使用此值与器件找到的绝对 ToF 进行比较、您也可以手动计算 Δ- TOF、并将其与器件找到的值进行比较。

    次要说明:由于您需要在不同流速范围内使用仪表、因此您应该查看 超声波传感设计中心用户指南的 VFR 流量校准部分、 它允许您 在考虑误差阈值的情况下针对不同的流速范围进行校准。

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    非常感谢