基于DSP技术的高精度科氏质量流量计设计

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要科氏流量计由于具有直接测量质量流量、精度高、可做多参数测量等优点而受到用户的青睐，是目前发展非常迅速的流量计之一，具有广阔的应用前景。但是，基于流体振动原理的工作方式和现有计数式信号处理方法对噪声比较敏感，故无法避免工业现场各种各样的噪声干扰。本课题利用离散傅立叶变换(DFT)方法处理科里奥利质量流量传感器的信号，计算其频率和相位差，提出一种容易实现的，精度较高的频率跟踪方法，实现整周期采样，保证数字信号处理的精度。利用高速并行A／O将信号完整取样，借助32位ARM微处理器LPC2104对信号进行深入分析与处理，精确计算两路信号的相位差，进而解算出

2、流体的质量流量和其他参数，辅以单片机实现系统的显示。文中给出了系统具体的硬件电路结构和关键软件的设计流程。实测结果表明，本文所研制的系统解决了目前存在的不能很好从含有噪声的信号中准确提取流量信息的问题，实现了科氏流量计的高精度测量。关键词：科里奥利流量计，离散傅里叶变换，相位差测量AbstractCoriolismassflowmeterisahi曲precisionmass—flowmeasuringmeter．Itcandirectlymeasuremassflowandcandomanyparametersmeasurementatonetime，SOthatitisf

3、avoredbymanycustomers．Nowitbecomesoneofthemostrapidlydevelopmentflowmetersandhasthebrilliantprospect．ButitsworkprincipleoffluidvibrationandthesignalprocessingmethodofcountcurrentlyareSOsensitivetonoisesthattheprecisionisinfluencedbynoises．Inthispaper，TheDFTisusedtoprocesssignalsfromthesenso

4、rsofCoriolismassflowmeter,andcalculatethefrequencyandphasedifference．Inordertoachievetheintegralperiodsamplingandensuretheprecisionofdi西talsignalprocessing,anewtechniquethatcanbeeasilyrealizedandtrackthefrequencywithhighprecisionisproposed．Thehi【ghperformanceparallel加tosamplethewholesignali

5、sutilized．The32bitARMprocessorchipLCP2104analyzesthesignalsandcalculatesthephasedifferenceofthetwosignals，thencalculatesmassfluxandtheothersparameters．Thesystemiscontrolledandoutputresultisdisplayedbymicrocontroller．Thesystemstructureofthehardwareandtheimportantdesignflowofthesoftwareareint

6、roducedinthepaper．Theresultsofexperimentshaveprovedthatthetechniqueandsysteminthispapersolvedtheproblemthattheprecisionofitssignalprocessingmethodisinfluencedbynoise，andensuredthehi曲precisionmeasurement．GuoHong(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProf．ChangTai．huaKEYWORDS：Coriolism

7、assflowmeter,DFT,phasedifferencemeasurement华北电力大学硕士学位论文摘要科氏流量计由于具有直接测量质量流量、精度高、可做多参数测量等优点而受到用户的青睐，是目前发展非常迅速的流量计之一，具有广阔的应用前景。但是，基于流体振动原理的工作方式和现有计数式信号处理方法对噪声比较敏感，故无法避免工业现场各种各样的噪声干扰。本课题利用离散傅立叶变换(DFT)方法处理科里奥利质量流量传感器的信号，计算其频率和相位差，提出一种容易实现的，精度较高的频率跟踪方法，实现整周期采样