超声波液位计及流量计在测量中时差法的探讨  十七

3．2误差分析

利用该种方法进行时间测量时，影响测时精度的因素主要包括以下几方面：频率r大小、N值以及频率误差和相位误差。其中：频率r的大小取决于所使用的超声换能器的中心频率；N值的大小取决子超声波传播距离；频率误差由系统实现电路决定；相位误差由相位检测精度决定。

实际应用中，若选择的超声换能器的中心频率为IMHz，则发射信号频率也在1MHz左右，在超声波传播距离为0．2m时，在超声波传播速度取1500m／s时，N：133，在频率误差为o．1Hz时，可得式(3．10)中前一项引入的误差仅为O．01ns。对于式(3．10)中的后一项，在相位检测误差为o．1。时，引入的误差为o．3ns。可见，相位检测精度的高低是影响整个时间测量精度的关键，所以有必要研究高精度的相位检测方法。

3．3相位差检测方法

在进行相位的检测时，由诸多因素影响使得相位为一个随机变量，所以可采用最大似然估计方法进行相位检测。

其中：振幅A和频率‰已知，相位0是待估计量。

利用该种测相位估计方法可以将信号传播过程中引入的噪声影响在积分过程中部分被抵消掉，所以在信噪比较低的情况下也能达到较高的测量精度。但该方法对发射信号发射频率精度要求较高，发射信号频率的精度高低直接影响着测量结果的精度；另一点就是在设计电路时，要求有存储器来存放正、余弦查询表，甚至还可能要加存储正切值的查询表，需要大量的存储空间。

电磁流量计