科里奧利質(zhì)量流量計(jì)數(shù)字信號處理研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種能夠直接對流體質(zhì)量流量進(jìn)行測量的儀表，由于其具有測量精度高、測量流體范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上獲得了廣泛的運(yùn)用，成為當(dāng)前發(fā)展最為迅速的流量計(jì)之一。為了進(jìn)一步改善科氏質(zhì)量流量計(jì)的性能，本文在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，研究改進(jìn)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的數(shù)字信號處理的方法，使得算法的實(shí)時性更好，魯棒性更高。同時對基于DSP的核心電路系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)制作，將算法與其相結(jié)合，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要內(nèi)容如下：
　　 1、為了確保在一定噪

2、聲環(huán)境下流量的計(jì)算精度，對拾振信號進(jìn)行濾波是必要的。根據(jù)科氏流量計(jì)輸出信號模型，研究采用多相抽取濾波的方法，提高信號采樣率的同時進(jìn)行快速的低通濾波。通過對直接自適應(yīng)濾波、格型自適應(yīng)濾波、IIR帶通濾波、FIR帶通濾波四種濾波其的濾波效果及計(jì)算需用時間進(jìn)行仿真比較，仿真結(jié)果表明，IIR帶通濾波的綜合效果最佳，可作為參考信號濾波器。
　　 2、高精度地求得兩路拾振器輸出的信號相位差是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)信號處理的關(guān)鍵。本文對基于希爾伯

3、特變換計(jì)算相位差的算法進(jìn)行了深入研究。通過希爾伯特變換構(gòu)建兩路解析信號，再通過相應(yīng)的共軛相乘來計(jì)算兩信號間的相位差，省去了非周期采樣帶來的問題，同時避免了頻率跟蹤滯后及跟蹤誤差引起的相位差計(jì)算的二次誤差。研究分析了多種希爾伯特變換的具體實(shí)現(xiàn)方法，對其變換誤差及相位差計(jì)算誤差進(jìn)行比較。針對時變信號模型，利用希爾伯特變換計(jì)算相位差算法與其他方法進(jìn)行仿真比較，仿真結(jié)果證明了本論文提出的算法在計(jì)算效率和計(jì)算精度上均有一定優(yōu)勢。
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4、、以TMS320F28335芯片為核心進(jìn)行系統(tǒng)控制和信號處理。在分析流量管振動特性后，構(gòu)建激振與拾振單元所組成的反饋電路。同時設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了溫度測量電路和電源管理電路。
　　 4、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，將數(shù)字信號處理算法移植到DSP上，同時控制各電路功能模塊的運(yùn)行。DSP在程序控制下，對各功能模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，讀取EERPROM所存儲相關(guān)設(shè)定參數(shù)，利用DSP自身AD轉(zhuǎn)換對兩路傳感器信號進(jìn)行同時采集，實(shí)現(xiàn)相位差的實(shí)時計(jì)算。