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科氏质量流量计全数字闭环系统的设计与实现

作者: 王帅 郑德智 樊尚春 田婧 来源:北京航空航天大学学报 日期: 2024-05-16 人气:20
科氏质量流量计全数字闭环系统的设计与实现
科氏质量流量计(CMF,Coriolis Mass Flowmeter)全数字闭环系统,采用现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)和现代数字信号处理方法对CMF传感器进行稳定精确的闭环控制,实时性和精度较高.以高速并行器件FPGA为运算和控制核心,在相位控制中引入FIFO(First In First Out)组件,通过控制FIFO的读、写请求信号来改变时间差,实现对拾振和激励信号的相位差准确、稳定的控制;采用不连续和连续幅值控制相结合的非线性幅值控制方法,快速、准确地设定幅值,适应性强,实现对拾振信号幅值的良好控制,并控制拾振信号以稳定的幅值输出,提高CMF的测量精度和稳定性.实流标定对比实验结果表明:CMF数字闭环在零点稳定性、动态响应特性和重复性方面都优于模拟闭环,并在一定程度上提高了CMF的测量精度.

基于FFT和闭环采样控制的科氏质量流量计信号处理系统

作者: 陈坤 郑德智 樊尚春 赵建辉 来源:传感技术学报 日期: 2024-03-21 人气:11
基于FFT和闭环采样控制的科氏质量流量计信号处理系统
针对新型的直管型和微弯管型科氏质量流量计(CMF)基频较高,满量程相位差微小的特点,提出一种以FFT算法为核心,由FPGA硬件逻辑及外围电路实现频率跟踪,通过调整DDS产生可变时钟实现AD采样频率闭环控制的CMF信号处理系统,以满足FFT算法整周期采样的条件,减小由于非整周期截断带来的频谱泄露对计算精度的影响,实现了实时准确的CMF输出信号的频率和相位差的解算。实验结果表明,该系统相位计算误差小于±0.1%,线性度良好,测量频率范围广,在新管型CMF的二次仪表中具有广阔的应用前景。
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