超聲波液位計及流量計在測量中時差法的探討  十七

3．2誤差分析

利用該種方法進行時間測量時，影響測時精度的因素主要包括以下幾方面：頻率r大小、N值以及頻率誤差和相位誤差。其中：頻率r的大小取決于所使用的超聲換能器的中心頻率；N值的大小取決子超聲波傳播距離；頻率誤差由系統實現電路決定；相位誤差由相位檢測精度決定。

實際應用中，若選擇的超聲換能器的中心頻率為IMHz，則發射信號頻率也在1MHz左右，在超聲波傳播距離為0．2m時，在超聲波傳播速度取1500m／s時，N：133，在頻率誤差為o．1Hz時，可得式(3．10)中前一項引入的誤差僅為O．01ns。對于式(3．10)中的后一項，在相位檢測誤差為o．1。時，引入的誤差為o．3ns。可見，相位檢測精度的高低是影響整個時間測量精度的關鍵，所以有必要研究高精度的相位檢測方法。

3．3相位差檢測方法

在進行相位的檢測時，由諸多因素影響使得相位為一個隨機變量，所以可采用最大似然估計方法進行相位檢測。

其中：振幅A和頻率‰已知，相位0是待估計量。

利用該種測相位估計方法可以將信號傳播過程中引入的噪聲影響在積分過程中部分被抵消掉，所以在信噪比較低的情況下也能達到較高的測量精度。但該方法對發射信號發射頻率精度要求較高，發射信號頻率的精度高低直接影響著測量結果的精度；另一點就是在設計電路時，要求有存儲器來存放正、余弦查詢表，甚至還可能要加存儲正切值的查詢表，需要大量的存儲空間。

電磁流量計