JAJSPS5C October   2014  – February 2023 TDC1000

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報 #GUID-85677192-3B04-4958-89B0-56EA7EB89E00/APPNOTE_SPRA953
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 タイミング要件
    7. 6.7 スイッチング特性
    8. 6.8 代表的特性
  7. 7 パラメータ測定情報
  8. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 トランスミッタの信号パス
      2. 8.3.2 レシーバ信号パス
      3. 8.3.3 低ノイズ・アンプ (LNA)
      4. 8.3.4 プログラマブル・ゲイン・アンプ (PGA)
      5. 8.3.5 レシーバ・フィルタ
      6. 8.3.6 STOP パルス生成用のコンパレータ
        1. 8.3.6.1 スレッショルド検出器と DAC
        2. 8.3.6.2 ゼロクロス検出コンパレータ
        3. 8.3.6.3 イベント・マネージャ
      7. 8.3.7 同相バッファ (VCOM)
      8. 8.3.8 温度センサ
        1. 8.3.8.1 複数の RTD による温度測定
        2. 8.3.8.2 単一の RTD による温度測定
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 TOF 測定モード
        1. 8.4.1.1 モード 0
        2. 8.4.1.2 モード 1
        3. 8.4.1.3 モード 2
      2. 8.4.2 ステート・マシン
      3. 8.4.3 送信動作
        1. 8.4.3.1 送信パルスのカウント
        2. 8.4.3.2 TX の 180°パルス・シフト
        3. 8.4.3.3 トランスミッタのダンピング
      4. 8.4.4 RECEIVE 動作
        1. 8.4.4.1 シングル・エコー受信モード
        2. 8.4.4.2 マルチ・エコー受信モード
      5. 8.4.5 タイミング
        1. 8.4.5.1 タイミング制御と周波数スケーリング (CLKIN)
        2. 8.4.5.2 TX/RX 測定のシーケンスとタイミング
      6. 8.4.6 TOF (飛行時間) 制御
        1. 8.4.6.1 短い TOF 測定
        2. 8.4.6.2 標準 TOF 測定
        3. 8.4.6.3 パワー・ブランキングを使用する標準 TOF 測定
        4. 8.4.6.4 同相リファレンス電圧のセトリング・タイム
        5. 8.4.6.5 TOF 測定のインターバル
      7. 8.4.7 平均化とチャネル選択
      8. 8.4.8 エラー報告
    5. 8.5 プログラミング
      1. 8.5.1 シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (SPI)
        1. 8.5.1.1 チップ・セレクト・バー (CSB)
        2. 8.5.1.2 シリアル・クロック (SCLK)
        3. 8.5.1.3 シリアル・データ入力 (SDI)
        4. 8.5.1.4 シリアル・データ出力 (SDO)
    6. 8.6 レジスタ・マップ
  9. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 液位と液体の識別の測定
        1. 9.2.1.1 設計要件
        2. 9.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.1.2.1 液位測定
          2. 9.2.1.2.2 液体識別
        3. 9.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 9.2.2 水流量測定
        1. 9.2.2.1 設計要件
        2. 9.2.2.2 詳細な設計手順
          1. 9.2.2.2.1 規制と精度
          2. 9.2.2.2.2 超音波流量計での伝搬時間差方式
          3. 9.2.2.2.3 ΔTOF の精度要件の計算
          4. 9.2.2.2.4 動作
        3. 9.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  10. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 デバイスのサポート
      1. 10.1.1 開発サポート
    2. 10.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 10.3 サポート・リソース
    4. 10.4 商標
    5. 10.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 10.6 用語集
  11. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報
9.2.2.2.1 規制と精度

流量計が住宅用アプリケーションを想定している場合は、必要な規格を満たすようにメーターを設計する必要があります。たとえば、国際法定計量機関 (OIML) によると、水道メーターの計測要件は、表 9-3 で説明されている Q1、Q2、Q3、Q4 の値によって定義されます。

表 9-3 OIML 準拠の流量ゾーン
流量ゾーン説明
Q1最大許容誤差内でメーターが動作できる最小流量。
Q2永続的な流量から最小流量までの範囲は、上部流量ゾーンと下位流量ゾーンに分けられ、それぞれが独自の最大許容誤差で特性付けされます。
Q3最大許容誤差内でメーターが動作できる、定格動作条件内での最大流量。
Q4最大許容誤差内でメーターが短時間動作でき、その後メーターが定格の動作条件内で動作すれば計測のパフォーマンスを維持できる、最大流量。

水流量計は、Q3 の m3/h 単位の値と、Q3/Q1 の比で規定されます。Q3 の値と Q3/Q1 の比率は、OIML 規格で提供されているリストから選択されます。

水流量計は、規格で定義されている最大許容誤差 (MPE) を誤差が超えないように設計および製造する必要があります。たとえば、OIML 規格では、水流量計を要件に応じて精度クラス 1 または精度クラス 2 に指定する必要があります。

クラス 1 の水流量計の場合、上部流量ゾーン (Q2 ≦ Q ≦ Q4) での最大許容誤差は、温度が 0.1℃～30℃なら ±1%、30℃を超える場合は ±2% です。下部流量ゾーン (Q1 ≦ Q < Q2) での最大許容誤差は、温度範囲にかかわらず ±3% です。

クラス 2 の水流量計の場合、上部流量ゾーン (Q2 ≦ Q ≦ Q4) での最大許容誤差は、温度が 0.1℃～30℃なら ±2%、30℃を超える場合は ±3% です。下部流量ゾーン (Q1 ≦ Q < Q2) での最大許容誤差は、温度範囲にかかわらず ±5% です。

この規格で規定されている流量計の精度によって、超音波トランスデューサの駆動に使用される電子機器、レシーバ・パス内の回路、時間測定用補助回路のそれぞれに必要な精度が決定されます。小さな流量において要求される精度が厳しいため、超音波流量計で使用されるトランスミッタとレシーバの回路に超低ノイズの信号チェーンが必要なほか、ピコ秒単位の時間間隔を測定能力も必要です。