超聲波流量計在液體流量計量領域中體現出越來越重要的地位，無論是在工農業生產還是日常生活中都發揮著舉足輕重的作用。而時差法超聲波流量計更是有著很多突出的優點倍受國內外學者青睞，主要的研究熱點是如何提高流量計的計量精度和重復性。本論文研究了時間差信號對超聲波流量計計量特性的相關影響，以及對提升測量精度和穩定性貢獻程度。

　　首先，論文對時差法超聲波流量計的測量原理做了詳細的介紹，對引起測量誤差的原因進行了定性和定量的分析。其中聲時信號是時差法超聲波流量計獲得流速信息的關鍵，時間差的準確測量是超聲波流量計實現高精度測量的前提。為此，文章對影響時間差測量的因素進行了系統的研究，時間差信號的測量主要受時間測量的分辨率、超聲回波檢測、信號延遲和換能器性能等因素的影響。我們選用高分辨率的時間測量芯片提升了時間測量精度；通過提出的一種回波信號的處理及過零閾值比較電路，有效的解決了回波信號的端點檢測；采用了通道切換技術克服了信號延遲的不一致性問題則；通過靜態下零點校準的方法解決了換能器性能的不對稱性問題。這些措施為提高系統測量的精度和穩定性奠定了基礎。

　　其次，論文對采集的時間差數據統計特性做了詳細的分析，分別采用時域和頻域的處理方法對時間差信號進行降噪處理，以達到提高流量計的計量精度和重復性的目的。分別選用了加權滑動平均濾波法和小波閾值降噪法對時差數據進行降噪處理，并給出了這兩種方法的實驗分析結果。結果顯示，相較于加權滑動平均濾波法，小波閾值降噪法對于超聲波流量計采集數據的處理更加有效可行，有效的提高了超聲波流量計的測量精度。

　　最后，結合超聲波流量計時間差測量的特點，文章采用 FPGA 設計了時間差測量模塊，所設計的時間測量模塊主要包括粗測量單元、精測量單元和數據運算及存儲單元。文章詳細的給出了各個單元的設計原理，仿真結果顯示設計的時間測量電路基本達到了要求。