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低功耗数字涡街流量计软件系统设计
资料介绍
涡街流量计是20世纪60年代末期发展起来的一种基于流体振动原理的流量计。涡街流量计由于其量程比宽，可用于液体、气体的测量，其仪表内无机械可动部件，因此成为工业流量计量领域中非常重要的流量计之一。目前针对涡街信号处理主要有两种方法：(a)模拟处理方法，利用模拟电路对信号进行放大、滤波，然后送入一个不能设置门限的比较器，在信噪比比较差的场合，根本无法较高精度地提取信号频率信息，且硬件成本比较高，不利于推广；(b)数字信号处理方法，与模拟处理方法不同，数字信号处理更加注重对信号进行细致的分析处理，将有用信号从含有噪声的输出信号中提取出来，从而高精度地估计信号特征参数，正因如此，数字信号处理方法成为近年来涡街流量计研究热点，但由于数字处理方法一般都必须使用高功耗的DSP实现，而工业生产出于安全考虑，要求涡街流量计必须使用低功耗的器件，从而限制了数字涡街流量计的发展。
为了解决上述矛盾，本文采用数字信号处理方法和超低功耗单片机相结合的方式，研制了新型数字涡街流量计软件系统，不但实现了低功耗，而且提高了测量精度。我们对涡街信号采用数字信号处理方法，其关键算法采用实数法快速傅里叶变换实现，使用汇编语言编制程序，这样就大大提高了谱分析运算速度，也保证了谱分析的精度；由于模块执行时间不同，我们采取优化任务分配，尽可能将系统资源分配到主要模块中，保证系统高效率运行；以用户为中心的人机接口设计方法，即解决了按键消抖，长按等问题，保证用户快捷方便输入，又通过设置多种显示模式，保证界面美观实用；最后我们将系统进行算法运行时间和计算精度等多方面的仿真测试，并送入工业现场进行实际流量测量，结果表明：我们研制的新型数字涡街流量计无论测量精度还是响应时间都能达到设计要求。
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