本论文开发一款基于超声波传感器和高精度铂电阻温度传感器的超声波热量表,采用高精度的计时芯片实现对流速、流量和热量的高精度测量,并充分挖掘MSP430F4481处理器芯片的功耗和计算速度优势和TDC-GP21芯片的高精度计量优势,所研制的热量表具有成本低、测量精度高、功耗超低的特点。本文针对超声波热量表研究的内容主要包括以下几个方面:(1)比较深入的分析比较了流量计量技术的几种方案,讲述了在本课题中应用的超声波流量传感器利用时差法的测量原理,介绍了应用此技术时的注意事项,影响测量精度的各种因素。介绍了硬件设计方案的实现方法。(2)对超低功耗MSP430F4481主控芯片、TDC-GP21温度流量测量芯片以及M-BUS接口芯片TSS721A的特性作出详细说明,比较了各种常见的温度传感器和换能器的特性,根据本课题功能设计的要求选取了具体的温度传感器和超声波换能器型号规格。(3)设计了热量表系统的软硬件部分,保证硬件电路设计的低成本、低功耗特性。阐明了主要的设计思路,给出了相关的电路以及元器件清单,对每一个电路设计进行了分析研究。主要包括温度流量采集电路、主控芯片电路、从机M-BUS电路、LCD显示器的连接以及按键等,软件部分阐明了低功耗的设计思想以及给出每个相关模块的流程图,对软件设计调试的平台和C语言与汇编语言混合编程的方法进行了分析研究。(4)对本课题所研制的超声波热量表样机进行详细的检测,对温度、流量等各指标进行详细的检测,系统平均电流为24.77uA。检测结果符合《热量表》行业标准的2级表要求,内置电池使用寿命超过10年。此几项指标在国内同行业产品中有很大优势。