基線控制的反饋式信號(hào)處理方法

基線控制的反饋式信號(hào)處理方法
    如果把算式(4．3)看作是以e(t2)為參考點(diǎn)來求e(t1)的幅值，即以負(fù)恒定勵(lì)磁下的信號(hào)值作為一個(gè)基線值，而正恒定勵(lì)磁下相對(duì)于此基線值的信號(hào)幅值就是一個(gè)勵(lì)磁周期下的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。因此，基于相對(duì)基線關(guān)系，提出一種基線控制法的信號(hào)處理方法。圖4—2基線控制法l傳感器2采樣保持器SHl 3采樣保持器SH2 4采樣保持器SH3 5基線調(diào)節(jié)器圖4—2是這種方法的基本原理框圖。圖中把u(t2)值作為信號(hào)基線來進(jìn)行每個(gè)勵(lì)磁周期的反饋控制，以達(dá)到在消除零點(diǎn)漂移下對(duì)感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)的有效放大。圖4．3表示了將負(fù)恒定勵(lì)磁下的信號(hào)值作為信號(hào)基線來按勵(lì)磁周期進(jìn)行反饋控制的信號(hào)關(guān)系。圖4．3圖4．2的信號(hào)關(guān)系
    反饋信號(hào)直接從放大器K的輸出端取得。即在tc時(shí)刻，將矩形負(fù)(或正)恒定勵(lì)磁段下的信號(hào)值作為信號(hào)相對(duì)基線，在每個(gè)勵(lì)磁周期進(jìn)行一次反饋控制調(diào)節(jié)。圖中的BLT可以是一個(gè)與期望基線值比較的基線調(diào)節(jié)器。在圖4．3中，它從對(duì)應(yīng)的tc開始基線調(diào)節(jié)，在t2前保持基線調(diào)節(jié)結(jié)果。若以零為期望基線值，理想的反饋信號(hào)保持值為
    圖4．2在每個(gè)勵(lì)磁周期中的tc時(shí)間都對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行了以基線為標(biāo)準(zhǔn)的平移控制，放大后的信號(hào)在兩采樣保持器的操作下使差分減法器D2具有了實(shí)現(xiàn)高精度減法的能力。這樣，圖4．2的信號(hào)處理方法既可使用最小的勵(lì)磁周期又具備了高精度實(shí)現(xiàn)式(4-3)的能力。為了得出基線控制法的信號(hào)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，這里按圖4-3的信號(hào)關(guān)系，以負(fù)恒定勵(lì)磁段下的信號(hào)值作為信號(hào)相對(duì)基線來進(jìn)行分析。假設(shè)，在tl前的t時(shí)刻感應(yīng)電勢(shì)為I％O】，并假設(shè)信號(hào)基線已得到控制：即有廠=“：O)=o，對(duì)應(yīng)”。O)=2KIe460)I=“。O)。若在H-艿時(shí)刻，流體流速變化使忙曲(f+萬】=l％(f】+|△|，基線控制法將產(chǎn)生一個(gè)調(diào)整過程，對(duì)應(yīng)圖4．3的信號(hào)關(guān)系有
   A．當(dāng)?shù)搅藅l時(shí)刻，因?yàn)?ldquo;O。)=2KI％糾+KI△l，采樣保持器sHl的保持值材。O。) 使對(duì)應(yīng)信號(hào)處理輸出為‰O，)=2Kk曲(f)I+KI△l；
   B．到tc時(shí)刻，％O。)=叩曲O)一△。采樣保持器sH3的操作使BLT對(duì)基線調(diào)整控制，將“O。)值從一Kl△l值而上升到零，即“O。)=o，且tc時(shí)刻后的“O)值向上平移了一個(gè)Kl△I值；
   c．到t2時(shí)刻，采樣保持器sH2操作，“：O：)=o，但“。“)不變，對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理輸出也不變，有“。O：)=2K1％糾+K|△I：D．到了t3時(shí)刻，因?yàn)?ldquo;O，)=2KI％(f)I+KI△l+KI△l，對(duì)應(yīng)采樣保持器sHl的再操作使信號(hào)處理輸出達(dá)到了應(yīng)有的響應(yīng)值‰O，)=2K弛d60)I+K|△I)。即經(jīng)過1．5個(gè)勵(lì)磁周期，基線控制法的信號(hào)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程即完成，且在信號(hào)放大中消除了零點(diǎn)漂移干擾，從而具有高精度實(shí)現(xiàn)式(4-3)的能力。因此，在低頻矩形波勵(lì)磁方式下，基線控制法可以成為電磁流量計(jì)較理想的信號(hào)處理方法。4．3基線控制法的實(shí)現(xiàn)方法在上節(jié)介紹的方法中，消除零點(diǎn)漂移的反饋信號(hào)是由信號(hào)采樣保持器輸出得到，如圖4_2所示。
    采樣保持(S／H)放大器可跟蹤一個(gè)模擬信號(hào)，當(dāng)收到“保持”指令時(shí)，它們會(huì)將輸入信號(hào)保持在一個(gè)常數(shù)值。一個(gè)理想的采樣保持器必須能夠跟蹤任何種類的輸入信號(hào)，并在接到保持指令時(shí)將信號(hào)無限期地保持在一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值。可惜， 理想的采樣保持器并不存在。采樣保持電路中的采樣電容對(duì)電路精度的影響起著十分重要的作用。
    由于采樣電容容量有限，一段時(shí)間后由于電容的放電，采樣保持器的輸出會(huì)衰減，而不能夠再將信號(hào)保持在一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值。如圖4．3所示，為采樣保持器在邏輯保持階段的輸出特性，從圖中可以清楚地看到，收到保持指令開始的一段時(shí)間，信號(hào)被很好的保持在準(zhǔn)確的數(shù)值，但是隨著電容的放電，輸出信號(hào)將被衰減，產(chǎn)生誤差。圖4．3采樣保持器邏輯保持階段的輸出特性
    在基線控制法的信號(hào)處理系統(tǒng)中，由于采用低頻勵(lì)磁，每個(gè)周期需要保持信號(hào)的時(shí)間比較長(zhǎng)，消除零漂的反饋信號(hào)會(huì)受到影響，以致無法取得準(zhǔn)確地感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。
    在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，可以用ADHPI7-DAC來替代采樣保持器，提供銷出零漂的反饋信號(hào)。這樣雖然增加了硬件上的開銷，但是信號(hào)保持的穩(wěn)定性可以得到保證，更好的實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)的信號(hào)處理工作。圖4．4基線控制法的實(shí)現(xiàn)
   如圖4—4所示，在每個(gè)周期起始的零勵(lì)磁階段，對(duì)運(yùn)放輸出采樣，經(jīng)過基線調(diào)節(jié)器(CPU)的計(jì)算處理，由DAC輸出模擬信號(hào)值作為消除零漂的反饋信號(hào)， 就相當(dāng)于圖4．2中的采樣保持器l的輸出。DAC的輸出一個(gè)勵(lì)磁周期內(nèi)都保持不變，在第二個(gè)周期起始的零勵(lì)磁階段進(jìn)行更新，即每個(gè)周期更新一次。這樣， 就可以更精確的得到信號(hào)值，是基線控制法的硬件實(shí)現(xiàn)。開封中儀流量?jī)x表專業(yè)電磁流量計(jì)制造商，主營(yíng)電磁流量計(jì)，渦街流量計(jì)，孔板流量計(jì)，插入式電磁流量計(jì)等產(chǎn)品，歡迎來電垂詢。擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量?jī)x表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、V錐流量計(jì)、V型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)，更多信息請(qǐng)?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：