基于双MCU的超声波小管径流量测量系统

介绍了一种基于双单片机的改进型时差法超声波小管径流量测量系统的研制；该系统针对时差法超声波流量计在小管径应用上时差难以测量的不足，采用改进型时差法，实现了对微小时差的测量，并通过温度补偿和流体力学修正有效地提高了系统的测量精度；在降低电路设计的同时，采用主从单片机协同工作的方式，大大增强了系统的可靠性和抗干扰性；与传统时差法超声波流量计相比，该系统稳定性好，测量精度较高，具有良好的实用价值和推广价值。     

神经网络在小管径超声波流量测试中的应用

介绍了一种基于神经网络的改进型超声波流量测量系统的研制,该系统针对时差法超声波流量计在小管径应用上时差难以测量的不足,采用动量BP算法,实现了对各种非线性影响因素的补偿,通过参数修正有效地提高了系统的测量精度。与传统时差法超声波流量计相比,该系统稳定性好,精度高,具有良好的应用价值和推广价值。     

CPLD技术在时差法超声波流量计中的应用

研究了多通道时差法超声波流量计的测量原理,介绍了流量计系统的硬件组成和实现方法,概述了软件功能和软件流程设计。采用CPLD AVR单片机实现高精度计时、复杂逻辑控制以及采样控制和多机通讯,以提高流量计测量系统的精度和稳定性。     

CPLD技术在时差法超声波流量计中的应用

研究了多通道时差法超声波流量计的测量原理,介绍了流量计系统的硬件组成和实现方法,概述了软件功能和软件流程设计.采用CPLD+AVR单片机实现高精度计时、复杂逻辑控制以及采样控制和多机通讯,以提高流量计测量系统的精度和稳定性.     

基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法

时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中的顺逆流传播时间差值而计算出流量值的,故传播时间差值的高精度测量是流量测量系统的关键。为了提高时间测量的精度,文中选用了TDC-GP2高精度时间测量芯片。该文详细介绍了基于TDC-GP2芯片的时差法超声波流量测量原理以及相应硬件测量电路的具体实现方法。经实验验证,用本方法测量流量其测量精度和分辨率均较高,有望推广应用。     

超声波流量计测量精度补偿方法研究

为提高超声波流量计的测量精度,通过对不同信号处理方法的探讨,用基于时差法超声波流量计关键技术之一的回波信号处理方法,在双阈值法基础上提出了跟踪回波幅值的增益控制法,以确定回波中特征波的位置、修正超声波传播时间的偏差。相比于传统超声波回波信号处理方法,该方法具有算法简单、实时性强、参考目标明确等特点。描述了时差法流量计的测量原理以及影响因素。分析了超声波的幅值特性。介绍了跟踪回波幅值的增益控制法的电路基本组成和软件流程。解决了复杂工况条件下测量稳定性差的问题。通过流量标定试验和数据比较,证明所提方法的测量结果优于采用双阈值法的测量结果,并且流量计测量精度和稳定性得到提高。     

超声波小管径流量测量装置的研制

介绍了一种时差测量方法不同于传统时差测量方法的超声波小管径流量测量装置。给出了基本的测量原理及软、硬件设计。该装置由于采用了超高速数据采集系统，并利用分析采集数据的方法来确定时差，与一般的流量计相比，缩短了测量时间，提高了测量精度，具有重要的创新意义和实用价值。     

基于时差法的双声道超声波水流量计

针对中小管径单声道超声波流量计由于声道少而易受流场分布不均匀的影响，提出了一种基于时差法的双声道超声波水流量计。流量计的硬件系统由STM32L431低功耗模块、高精度计时模块TDC-GP22等组成。根据双声道管段结构，提出了基于卡尔曼滤波算法的数据融合方法，将两个声道的测量数据融合并完成滤波处理，提高了流量计的测量精度。实验测试表明，流量计测量误差在2.5%以内，卡尔曼融合滤波算法可以有效提高流量计测量精度。     

基于Nios Ⅱ高精度超声波流量计的研究

为了提高智能水表的测量精度,设计了一款基于Nios Ⅱ的高精度超声波流量计。该设备在一块芯片上集成CPU、DSP和FPGA的功能,使用高精度时间数字转换芯片TDC-GP22完成计时功能,有效地提高了系统的集成度和稳定性。系统使用时差法测量液体流速,使用TDC-GP22和DSP Builder分别完成平滑滤波和卡尔曼滤波。测量精度较高,具有良好的应用前景。     

基于微处理器的数字超声波流量计

研究设计了一种以微计算机处理器为核心，根据时差法原理来测量流量的数字超声波流量计，该数字超声波流量计具有测量精度高、测量范围大、工作稳定可靠的特点。具体的实现过程是利用信号相关的数字处理方法计算出超声波在流体中的上行信号和下行信号的时间差，从而可换算出所测量的流量值。实验结果显示，这种数字超声波流量计能达到很高的精度。随着数字处理技术和处理器件的发展，数字超声波流量计将具有越来越大的优势。     

一种矿井通风中精确测定风速的方法

针对超声波传感器接收超声波脉冲信号时由于存在起振过程,导致脉冲到达接收传感器的时间难以精确测定的问题,提出一种矿井通风中精确测定风速的方法,即通过拟合接收传感器接收到的正弦信号曲线及其包络线,计算出超声波脉冲信号到达传感器的时刻。对模拟采样数据的计算及分析结果表明,该方法能够达到较高的测时精度,从而能够保证矿井巷道测风精度。     

超声波测距系统的开发与研究

论述一种用于移动探雷机器人越障的超声波测距系统。硬件上运用包络整形技术提高时间点检测的准确度,软件上使用盲区处理、数理统计、稳定性检测、发射功率动态改变技术提高测量精度和减少盲区范围。实验证明系统具有测量盲区小、远近距离测量较稳定、精度符合工程指标的特点。可在需要测量盲区小、测量精度较高的环境中应用。     

数字式超声波气体流量计的信号处理及改进

利用超声波测量气体流量具有非接触、安全、精确度高等优点。介绍了基于DSP的超声波气体流量计的工作原理及硬件设计框架;针对其接收信号弱、工作环境噪声强的特点采用相关法分析,并分别从时域和频域阐述了相关法的原理和算法;在保证精度的前提下提出了算法改进措施以提高其实时性,并给出了板上调试的具体实例;首次提出利用回波法求基准波的方法;针对不同系统的要求提出了三种提高精度的措施。以上方法成功应用于仪表设计中。     

超声波测距回波信号处理方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法.采用了时间增益补偿技术和峰值时间检测技术,可正确检测超声波回波的到达时间.经反复试验,在50 cm～5 m的测量范围内,测距精度可达到0.5%,且测量重复性较好.两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度.     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统.提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法.在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件.实验结果验证了本系统具有精度高的优点.     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统。提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法。在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件。实验结果验证了本系统具有精度高的优点。     

一种考虑起振延迟的低频超声波短距高精度测量校准方法

利用超声波进行距离测量有着成本低、测量精度高的特点,因而在非接触距离测量中有着广泛应用。然而超声波换能器在接收低频信号过程中需要完成一个较长时间的起振过程,在短距(10 cm)测量场合中起振延迟在超声波飞行时间测量中占比可达50%以上,严重影响了超声波真实飞行时间的测量精度。本文提出了考虑超声波换能器延迟误差的距离测量公式,结合最小二乘法对超声波飞行距离、换能器延迟时间、温度和器件距离等参数进行了精确校准。在实验中,采用24.5 K超声波脉冲,使用基于到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)的方法对所提出方法进行了验证。实验证明,该方法在保证精度不丢失的情况下,避免了在不同环境温度下的多次采样和校准,解决了最小二乘法在低频超声波短距测量中可能存在的参数校准困难,对于各类短距离测量应用有较好的精度提升效果。所提出的测量和校准方法算法简单、实施方便,可基本满足各类短距测量需求。     

超声波隧道风速测量技术研究

研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。