超声波液位计及流量计在测量中时差法的探讨  二十六

发射信号由于要求有很高的频率稳定度和精细的频率分辨率的。对于频率稳定度的要求可采用带温度补偿的高稳定度晶体振荡器来实现；对于频率分辨率的要求可采用直接数字频率合成器(DDs)来满足。

通过对多路选择器的控制切换完成以下工作：顺流时将发送信号加到传感器1，由传感器1发送信号，传感器2作为接收传感器；逆流时发送信号加到传感器2，由传感器2发送信号，传感器1作为接收信号；ADCI用于采集发送端信号，ADC2用于采集接收端信号。

倍频器的作用是产生采样时钟信号，使得在发射信号频率变化时采样频率也随之变化，这也是进行高精度测量的必要条件之一，因为采样频率误差也会带来较大的积分误差。

相位检测部分主要由FPGA(Field Programming gate Array)构成，设计方案已在前面给出。FPGA因其集成度高、体积小、功耗低且片内资源丰富而在现代的电子设计中被广泛应用。这里之所以使用FPGA而不使用数字信号处理器(DSP)，主要是考虑以下因素：FPGA硬件资源丰富，可同时完成多项任务，也可分时完成多项任务，而DSP只能分时完成多项任务，虽然有些DSPs也能支持并行操作，但这种并行功能也很有限，本系统中要同时对两路信号进行数据采集和处理，需要同时完成多项任务；数值积分正弦表、余弦表以及相位的正切查找表可在FPGA中直接实现，而若使用DSP则需要另加存储芯片，会增加系统的成本和功耗。AGC电路为自动增益控制电路，该电路能使接收信号的幅度能最佳地调节到ADC的模拟信号输入范围，减小相对量化误差。超声波在传播时随着传播距离增加衰减也增加，在进行流量测量时，管道的管径不同，接收信号的幅度也会随管径的不同而不同，若不加自动增益放大电路，在进行数据采集时，对于幅度小的信号会产生较大相对误差，影响测时精度。

电磁流量计