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基于数模混合相关测量法的电磁流量计信号调理电路的研究

作　者: 何小克
导　师: 张晓冰
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 电磁流量计 数模混合乘法 信号调理电路 微分噪声
分类号: TH814.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 224次
引　用: 2次
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内容摘要


电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式流量计,其作为流量测量的一种主要测量仪表,在国内外市场增长迅速。电磁流量计发展和应用的历史就是其抗干扰技术的发展历史,特别是在微流量测量信号的处理上,由于其噪声干扰较大,而流量信号又非常弱小,如果不能很有效的除去干扰,那么流量信号就会淹没在噪声中,造成测量错误。目前在处理微流量信号的各种方法上,常用信号调理电路方案各有优点,但也有一些不足。本文提出的基于数模混合相关测量法的电磁流量计信号调理方案,从理论上解决了在消除微分噪声影响的同时兼顾了降低其它各类噪声影响的目标。它不仅对微流量电磁流量计的研究开发具有重要的理论意义,而且是一个有实际意义的电磁流量计信号调理技术方案。论文在阅读国内外大量文献的基础上,了解了电磁流量计发展的历史、现状,并且介绍了电磁流量计的工作原理,分析了电磁流量计的主要干扰因素以及励磁方式的种类和选择,重点讲述了数模混合相关测量法的原理和特点。进行了模数转换的误差分析和消除微分噪声的理论推导,在此基础上提出了既能消除微分噪声影响又能有效降低其它各类噪声干扰的基于数模混合最优滤波相关测量法的电磁流量计信号调理技术方案。并在此原理基础上进行了硬件电路的设计,对硬件电路的组成部分都给出了较详细的阐述。最后,建立电路系统仿真模型,通过理论仿真,认证了采用数模混合相关测量法的电磁流量计信号调理技术方案比通常应用的峰值采样保持法的信号调理电路准确度更高。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-21
  1.1 流量测量研究的目的和意义  11-12
  1.2 电磁流量计的发展历史  12-15
  1.3 电磁流量计的发展趋势  15-17
  1.4 电磁流量计的工作原理及特点  17-20
  1.5 课题来源：大庆纽斯达采油技术开发有限公司  20
  1.6 本课题的研究任务  20-21
第2章 电磁流量计的干扰和励磁方式的分析与选择  21-34
  2.1 电磁流量计的干扰  21-29
    2.1.1 传感器产生的流量信号特征  21-22
    2.1.2 正交干扰(微分干扰)  22-23
    2.1.3 同相干扰与零点漂移  23
    2.1.4 共模干扰  23-24
    2.1.5 串模干扰  24-26
    2.1.6 直流干扰  26-29
  2.2 电磁流量计的励磁方式及选择  29-33
    2.2.1 直流励磁  30
    2.2.2 交流励磁  30-31
    2.2.3 低频矩形波励磁  31-32
    2.2.4 高频矩形波励磁  32
    2.2.5 双频励磁  32
    2.2.6 励磁方式选择  32-33
  2.3 本章小结  33-34
第3章 数模混合最优滤波原理及误差分析  34-42
  3.1 数模混合最优滤波原理  34-37
    3.1.1 最优滤波原理  34-36
    3.1.2 模拟数字混合最优滤波原理  36-37
  3.2 数模混合最优滤波理论误差分析  37-39
  3.3 流量信号中的噪声理论分析与处理  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章 数模混合相关电磁流量计信号调理电路设计  42-54
  4.1 基于数模混合相关电磁流量计的系统构成  42-45
    4.1.1 励磁系统  42-43
    4.1.2 传感器  43-45
    4.1.3 信号调理电路  45
  4.2 基于数模混合相关法电磁流量计信号调理电路设计  45-53
    4.2.1 放大器电路的设计  45-49
    4.2.2 数字信号发生电路的设计  49-50
    4.2.3 乘法器的电路设计  50-51
    4.2.4 滤波器的电路设计  51-53
  4.3 本章小结  53-54
第5章 电路仿真及误差分析  54-62
  5.1 MATLAB 简介  54
  5.2 数模混合相关电磁流量计信号调理电路的仿真  54-57
  5.3 传统方法下电磁流量计信号调理电路的仿真  57-60
  5.4 仿真比较  60-61
  5.5 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 热工量的测量仪表 > 流量测量仪表 > 电磁流量计
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