多年以来,超声波水表快速发展,因其具有量程比宽、压力损失小、重复性高等特点,广泛应用于各种相关领域。然而,小口径超声波电子水表容易受到外部声波、流体振动、流场流型的影响,同时存在稳定性差和功耗高等问题。另外国内超声波水表主要是企业用的大口径水表,成本较高。所以,本文旨在对这些影响测试准确度的关键技术展开了详细分析与探究,同时提出解决问题的方法并进行实现。本文根据超声波水表的时间差法测量原理进行分析,设计了整体研究方案,其中包括水表管道结构设计、硬件设计以及软件设计等部分。其中,水表管道结构设计主要是通过使用机械设计软件完成对其结构的3D建模。硬件的设计包含了超声波水表最小系统电路设计、时间测量模块电路设计、回波信号处理电路设计、温度检测模块电路设计等。软件的设计包括各个模块之间的通信程序和算法的编写。同时通过准确掌握换能器的相关概念、结构和工作原理,确定换能器的设计方案。另外,通过软件实现基于硬件基础的流量测量和温度测量,并通过软件算法对温度进行补偿。利用Solid Works的流体仿真插件并采用计算流体动力学（CFD）的方法对水表管道进行流体仿真研究,包括研究实验装置、流体的流速、流速的扰动对流场流型的影响。在此基础上对小口径超声水表的设计方案进行改进。对设计的超声波水表样机进行试验并分析试验数据,包括换能器的性能测试研究、累积流量测试等。同时对整体的硬件功耗进行测量、分析和研究试验数据和测试结果、对样机的流量测量进行误差曲线修正。经过校准后,本设计的超声波水表样机满足低功耗、高精度的要求。超声水表的示值误差和重复性误差都满足JJG162—2019《饮用冷水水表检定规程》中1.0级表的标准。通过结合CFD的管道仿真结果,本设计的民用超声水表的稳定性还有待提高,因此在此基础上对后续的研究提出建议和方向。