超聲波流量計使用編碼技術的探討  十

應用數字正弦信號發生器對超聲換能器進行了編碼特性實驗研究，最終找到合適的編碼方式和合適的編碼參數。系統設計、調試完成后，試驗是重要環節。它不僅驗證系統的設計，而且檢驗系統的精度。

本課題的主要創新點如下：

l、將偽隨機編碼信號與相關時差法結合，應用于超聲波氣體流量計，提高流量計的測量精度。根據傳統時差法與相關法原理，順流、逆流兩路接收信號的相關函數峰值位置對應的時間是順、逆流超聲波傳播時間差。但在傳統相關時差算法中，造成傳播時間誤差的因素很多，而偽隨機編碼技術很好地解決了精確度量相關峰值時間這一問題。

2、實現偽隨機編碼信號的調制、解調電路；比較幾種編碼方式的試驗結果，確定參數的選取標準，并探索出較為切實可行的編碼方式；引入Matlab軟件算法配合硬件電路作為數字信號處理的方法，結合相關計算，從數據處理角度降低了超聲流量測量的誤差。

1．4本文的內容安排

本文章結構安排如下：

第一章緒論。介紹了超聲波氣體流量計課題提出的理論背景和現實意義，闡明了超聲波氣體流量計的優勢；回顧超聲波氣體流量計的發展歷史和國內外研究現狀；在此基礎上提出本課題主要研究任務。

第二章超聲波流量測量原理與誤差分析。介紹了超聲波及超聲波氣體流量計檢測原理；著重介紹了傳統時差法超聲波氣體流量計，并分析流量計算公式，對其可能存在的系統誤差進行分析；依據分析出的潛在問題提出解決方案。

第三章編碼超聲測量系統的理論基礎與分析仿真。介紹編碼超聲測量系統的理論基礎，包括數學原理和性質；詳細闡述所選編碼方式：巴克序列、L序列以及m序列的原理、優點；比較與傳統相關算法流量測量的同異及優劣；并利用Matlab進行仿真實驗，提出編碼的相關技術指標；并對數據處理方式，如插值、濾波、重構等方法進行仿真。

第四章編碼超聲測量系統驅動及接收電路。利用數字式任意波形發生器，作為調制器使用，直接輸出調制偽隨機碼信號，驅動超聲波換能器；并進行參數甄選已達到實驗要求。

第五章系統試驗與數據分析。簡要介紹試驗方法及裝置；應用Matlab編寫算法對采集的數據進行處理分析，并計算系統的精度。

第七章總結與建議。對全文進行總結，提出進一步研究思路與建議。

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