1.超声波频率的确定
超声波流量计的超声波最低频率是20Khz。在水中的传播速度为1500米/秒左右,图2.2中C,D两点处测得的波形形状一样,有一定的相位差,其相位差与水的流速,管道的直径有关。
若超声波的频率选为50Khz.根据抽样定理,A/D采样率应为100K以上,取A/D采样率为0.5MHz。
2.插值点确定
当时间分辨率定为50ns,为了达到此精度,系统的采样频率须达到20Mhz,而实际的采样率只有0.SMhz,二者相差20/0.5=40倍,所以前需要在每相邻两个采样点之间插39个零。
3.采样位数的计算
插值后每个周期有500k/50k*40=400个点,相位的分辨率为
设ns为采样的位数,为了反映相位的最小变化量,有
则A/D变换器的转换位数应满足:
实验中取ns=16。
由于要测量两路被测信号的相位差,所以应选择具有两通道同时采样功能的A/D变换器。这样我们用16位0.SMHz的A/D变换器采样10个周期,这样共采样100个点,而后进行40倍的差值后为40x100+40=4040个点。
综上所述:在超声波流量计发射信号后,我们开始用采样率为0.5MHz的ADC进行采样,采样的点数为100个。而后在数据间补39个0,这样最终的数据为4040个。我们知道这时时间的分辨率为1/(500k*40)=50ns。 |
