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閱讀：34發(fā)布時(shí)間：2025-12-30
以往我們經(jīng)常從用戶使用儀表的角度，討論如何提高儀表的測量精度，例如從安裝維護(hù)調(diào)試這幾當(dāng)面。今天我們將從廠家制造儀表的角度，來分析如何提高儀表的精度，本文我們將重點(diǎn)介紹一種數(shù)據(jù)采集方法，這種方法對提高儀表的測量精度和響應(yīng)速度有重要的意義。
今天要分享的數(shù)據(jù)采集處理方式，是采用低功耗CPU，采用CPU自帶的AD模塊、DMA模塊、定時(shí)器模塊。采集波形時(shí)，使用TA定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，開始AD轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換完成后，啟動(dòng)DMA傳輸數(shù)據(jù)。
（圖源網(wǎng)絡(luò)）
首先是粗采樣，以比較低的采樣率對原始回波信號進(jìn)行采樣，使用定時(shí)器達(dá)到25K時(shí)間產(chǎn)生中斷信號啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換完成中斷標(biāo)志觸發(fā)DMA傳輸數(shù)據(jù)，以及RAM里面的DMACPU信息到域，當(dāng)DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量達(dá)到1000個(gè)時(shí)，DMA中斷完成數(shù)據(jù)傳輸，完成對原始回波的粗采樣，給出數(shù)據(jù)處理標(biāo)志，CPU對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，產(chǎn)生虛假回波，計(jì)算回波曲線，確定起點(diǎn)位置和真實(shí)有效回波位置，計(jì)算起始點(diǎn)和有效波形位置所需的延遲時(shí)間。其次精采起點(diǎn)位置，即以較高的采樣頻率對原始回波信號的起點(diǎn)位置進(jìn)行采樣，根據(jù)粗采樣時(shí)計(jì)算的延遲時(shí)間，延遲時(shí)間在前，延遲時(shí)間在上，控制AD、時(shí)序TA、DMA模塊得分接近起點(diǎn)80個(gè)點(diǎn)，采樣頻率較高。精采的有效波形位置，即以較高的采樣頻率對原始回波信號的有效波形位置進(jìn)行采樣。時(shí)間選擇計(jì)算出的延時(shí)時(shí)間先延時(shí)，延時(shí)時(shí)間結(jié)束后，控制AD、定時(shí)器TA、DMA模塊在采樣頻率較高的有效波形位置附近打80個(gè)點(diǎn)。采集完成后，設(shè)置數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)志，開始計(jì)算。最后是數(shù)據(jù)計(jì)算，根據(jù)起始點(diǎn)、有效波形和累計(jì)延遲時(shí)間，據(jù)此計(jì)算出準(zhǔn)確的起始點(diǎn)位置和物料的反射點(diǎn)位置，反射點(diǎn)位置與起始點(diǎn)位置之差為對應(yīng)的時(shí)差，反射距離，然后相應(yīng)地采樣頻率計(jì)算實(shí)際液位。
綜上所述，通過粗采樣確定有效信號空間的大致位置，此時(shí)精度較低，然后通過高采樣頻率僅采集這部分駐波圖案，并進(jìn)行計(jì)算過程。在采集數(shù)據(jù)量不增加太多的基礎(chǔ)上提高了儀器的測量精度。總的來說使用粗采精采的這種方傳之后，減小了CPU的計(jì)算任務(wù)量，大大提高了儀表的響應(yīng)速度和測量精度。
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