1.超聲波頻率的確定
超聲波流量計的超聲波最低頻率是20Khz。在水中的傳播速度為1500米/秒左右,圖2.2中C,D兩點處測得的波形形狀一樣,有一定的相位差,其相位差與水的流速,管道的直徑有關。
若超聲波的頻率選為50Khz.根據抽樣定理,A/D采樣率應為100K以上,取A/D采樣率為0.5MHz。
2.插值點確定
當時間分辨率定為50ns,為了達到此精度,系統的采樣頻率須達到20Mhz,而實際的采樣率只有0.SMhz,二者相差20/0.5=40倍,所以前需要在每相鄰兩個采樣點之間插39個零。
3.采樣位數的計算
插值后每個周期有500k/50k*40=400個點,相位的分辨率為
設ns為采樣的位數,為了反映相位的最小變化量,有
則A/D變換器的轉換位數應滿足:
實驗中取ns=16。
由于要測量兩路被測信號的相位差,所以應選擇具有兩通道同時采樣功能的A/D變換器。這樣我們用16位0.SMHz的A/D變換器采樣10個周期,這樣共采樣100個點,而后進行40倍的差值后為40x100+40=4040個點。
綜上所述:在超聲波流量計發射信號后,我們開始用采樣率為0.5MHz的ADC進行采樣,采樣的點數為100個。而后在數據間補39個0,這樣最終的數據為4040個。我們知道這時時間的分辨率為1/(500k*40)=50ns。 |
