基線控制的反饋式信號處理方法
基線控制的反饋式信號處理方法
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)恒定勵磁下的信號值作為一個基線值，而正恒定勵磁下相對于此基線值的信號幅值就是一個勵磁周期下的感應(yīng)電勢信號。因此，基于相對基線關(guān)系，提出一種基線控制法的信號處理方法。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)值作為信號基線來進(jìn)行每個勵磁周期的反饋控制，以達(dá)到在消除零點(diǎn)漂移下對感應(yīng)電勢信號的有效放大。圖4．3表示了將負(fù)恒定勵磁下的信號值作為信號基線來按勵磁周期進(jìn)行反饋控制的信號關(guān)系。圖4．3圖4．2的信號關(guān)系
反饋信號直接從放大器K的輸出端取得。即在tc時刻，將矩形負(fù)(或正)恒定勵磁段下的信號值作為信號相對基線，在每個勵磁周期進(jìn)行一次反饋控制調(diào)節(jié)。圖中的BLT可以是一個與期望基線值比較的基線調(diào)節(jié)器。在圖4．3中，它從對應(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，理想的反饋信號保持值為
圖4．2在每個勵磁周期中的tc時間都對放大的信號進(jìn)行了以基線為標(biāo)準(zhǔn)的平移控制，放大后的信號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的信號處理方法既可使用最小的勵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動態(tài)響應(yīng)過程，這里按圖4-3的信號關(guān)系，以負(fù)恒定勵磁段下的信號值作為信號相對基線來進(jìn)行分析。假設(shè)，在tl前的t時刻感應(yīng)電勢為I％O】，并假設(shè)信號基線已得到控制：即有廠=“：O)=o，對應(yīng)”。O)=2KIe460)I=“。O)。若在H-艿時刻，流體流速變化使忙曲(f+萬】=l％(f】+|△|，基線控制法將產(chǎn)生一個調(diào)整過程，對應(yīng)圖4．3的信號關(guān)系有
A．當(dāng)?shù)搅藅l時刻，因?yàn)?ldquo;O。)=2KI％糾+KI△l，采樣保持器sHl的保持值材。O。) 使對應(yīng)信號處理輸出為‰O，)=2Kk曲(f)I+KI△l；
B．到tc時刻，％O。)=叩曲O)一△。采樣保持器sH3的操作使BLT對基線調(diào)整控制，將“O。)值從一Kl△l值而上升到零，即“O。)=o，且tc時刻后的“O)值向上平移了一個Kl△I值；
c．到t2時刻，采樣保持器sH2操作，“：O：)=o，但“。“)不變，對應(yīng)的信號處理輸出也不變，有“。O：)=2K1％糾+K|△I：D．到了t3時刻，因?yàn)?ldquo;O，)=2KI％(f)I+KI△l+KI△l，對應(yīng)采樣保持器sHl的再操作使信號處理輸出達(dá)到了應(yīng)有的響應(yīng)值‰O，)=2K弛d60)I+K|△I)。即經(jīng)過1．5個勵磁周期，基線控制法的信號動態(tài)響應(yīng)過程即完成，且在信號放大中消除了零點(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)漂移的反饋信號是由信號采樣保持器輸出得到，如圖4_2所示。
采樣保持(S／H)放大器可跟蹤一個模擬信號，當(dāng)收到“保持”指令時，它們會將輸入信號保持在一個常數(shù)值。一個理想的采樣保持器必須能夠跟蹤任何種類的輸入信號，并在接到保持指令時將信號無限期地保持在一個準(zhǔn)確的數(shù)值?？上?， 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，一段時間后由于電容的放電，采樣保持器的輸出會衰減，而不能夠再將信號保持在一個準(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間，信號被很好的保持在準(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處理系統(tǒng)中，由于采用低頻勵磁，每個周期需要保持信號的時間比較長，消除零漂的反饋信號會受到影響，以致無法取得準(zhǔn)確地感應(yīng)電動勢信號。
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。這樣雖然增加了硬件上的開銷，但是信號保持的穩(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，在每個周期起始的零勵磁階段，對運(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輸出模擬信號值作為消除零漂的反饋信號， 就相當(dāng)于圖4．2中的采樣保持器l的輸出。DAC的輸出一個勵磁周期內(nèi)都保持不變，在第二個周期起始的零勵磁階段進(jìn)行更新，即每個周期更新一次。這樣， 就可以更精確的得到信號值，是基線控制法的硬件實(shí)現(xiàn)。開封中儀流量儀表專業(yè)電磁流量計(jì)制造商，主營電磁流量計(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：開封中儀流量儀表有限公司專業(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)、長徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)，更多信息請?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：
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