数字科氏质量流量计闭环系统及信号解算.pdf

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1、2005年6月北京航空航天大学学报June2005第31卷第6期JournaIofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVoI.31No.6数字科氏质量流量计闭环系统及信号解算郑德智樊尚春邢维巍（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100083）摘要：在科氏质量流量计测量系统设计中，提出一种数字式信号处理、解算的全新设计思路.采用高速并行模拟数字转换电路（A/D）将传感器输出的信号完整采样，借助数字信号处理芯片（DSP，DigitaISignaIProce

2、ssor）强大运算能力对信号进行深入的分析与处理；利用信号处理方法对信号进行实时滤波处理并精确计算两路信号的相位差，进而解算出流体的质量流量和密度，辅以单片机和现场可编程器件（FPGA，FieIdProgrammabIeGateArray）实现系统的控制、显示与通讯；提出谐振电路的数字式闭环设计新思想，利用数字电路及其信号处理方法实现传统的闭环增益控制（AGC，AutoGainControI）.实验结果表明：该系统有效提高了测量系统的零点稳定性和测量精度.关键词：模拟数字转换；数字信号处理；现场可编程器件；流量计；

3、谐振系统+中图分类号：TH814.6文献标识码：A文章编号：1001-596（52005）06-0623-04NovelclosedloopsystemandoutputsignalprocessingofdigitalCoriolismassflowmeterZhengDezhiFanShangchunXingWeiwei（SchooIofInstrumentScienceandOpto-eIectronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstrona

4、utics，Beijing100083，China）Abstract：IntheprocessingofdesigningCorioIismassfIowmeasurementsystem，thenoveIdigitaImethodforprocessingthesignaIsandcaIcuIatingtheresuItswasintroduced.ThehighperformanceparaIIeIanaIogtodigitaIconverter（A/D）wasutiIizedtosampIethewhoIes

5、ignaIsofthesensor.ThesampIedataweredeepIyanaIyzedandprocessedbythehighperformancefIoatingpointDSP（digitaIsignaIprocessor）.ThecIassicaIsignaIprocessingmethodwasusedtofiIterthesampIedataandcaIcuIatethephasedifferenceofthetwosignaIs，andthatthemassfIowanddensityof

6、theIiguidwerecaIcuIated.ThesystemwascontroIIedandtheoutputresuItsweredispIayedandtransferredbythesingIechipprocessorandtheFPGA（fieIdprogrammabIegatearray）.Furthermore，thenoveIdig-itaIcIosedIoopwasbroughtforwardinthecIosedIoopresonantcircuit，thedigitaIcircuitsa

7、nddigitaIsignaIprocess-ingmethodswereusedtoreaIizethetraditionaIAGC（autogaincontroI）inthecIosedIoopcircuit.TheexperimentaIresuItsshowthattheoffsetandtheprecisionofthesystemareimproved.Keywords：anaIogtodigitaIconversion；digitaIsignaIprocessing；fieIdprogrammabIe

8、gatearrays；fIowme-ters；resonantcircuits科里奥里质量流量计（简称为科氏质量流量感器输出的振动信号确定被测流体的质量流量和计，即CMF，CorioIisMassFIowmeter）由传感器和二密度.相对于其它直接或间接质量流量测量方式，次仪表组成.传感器敏感被测质量流量和密度，输具有许多突出优点：!测量范围大、精度高；"测