近十几年来，随着高速数字信号处理技术以及微处理器技术的飞速发展，超声波流量测量技术取得了长足进步，其工程应用也日渐成熟，在工业流体测量与贸易计算领域处于非常重要的地位。但是由于管道流体在不同流态下流场分布的不同，以及外界环境的干扰和自身因素的影响，使得单通道超声流量计测量结果中往往还有较多噪声干扰，必然会影响流量计的计量精度和稳定性。因此，论文基于时差法超声流量计原理，通过查阅大量的国内外文献资料，针对其计量过程中出现的相关问题，研究并实现了双通道超声流量计的高精度、低功耗设计，主要工作及创新有：1.分析了时差法超声流量计计量原理，主要对不同流态下流速计算的理论公式以及修正系数进行了研究，分析了其对计量精度的影响，并探讨了提高流速与流量测量精度的措施。利用Gauss—Legendre数值积分的相关理论对双通道超声流量计一次仪表进行建模。2.详细介绍了双通道时差法超声流量计硬件和软件系统的设计。硬件上主要包括对芯片以及元器件的选择，硬件电路的搭建以及各个模块实现的具体功能。比较重要的几个模块如：时间计量模块、换能器匹配电路模块、超声回波信号处理模块以及接口模块等。软件上则给出了硬件模块实现的功能流程图，如：主程序控制流程图、时间计量流程图、脉冲输出接口流程图、按键与显示流程图以及中断服务流程图。3.针对超声流量计的高精度要求，通过大量的研究与实验，设计利用过零阈值比较法实现了对超声回波信号的端点检测，采用了中值滤波、滑动平均滤波、加权滤波、Peters算法构成的复合数字滤波算法对测量数据进行处理，并通过Newton插值理论实现了修正系数的动态跟踪，有效的提高了流量计的计量精度。4.实现了微处理器模块、计时模块、放大比较模块的独立电源设计，以实现系统对各个功能模块的软件控制。同时，基于超声流量计的测量原理，合理控制MCU的系统时钟以及低功耗模式，在保证计量精度的同时，尽可能的减小功率损失，以降低系统功耗。