超声波流量计流量检测技术的探讨   四十

4．2．3随机误差的数字滤波方法

本系统中，对于逼近得到的频偏值进行数字滤波，进一步提高系统稳定性和准确度．

(1)滚动滤波

筒而言之，滚动滤波就是一个先入先出队列。队列头放入最新得到的频偏值，队尾的值就被挤出，这样不断刷新这一队列。队列长度影响到系统响应变化的快慢，其值由实验获得。

(2)中值滤波

对于存储频偏值的队列进行中值滤波，其具体做法是：首先从存储频偏值的队列缓冲区取出所有数据，进行捧序(从大到小)，选取排序队列中处于中部靠前一点的位置(因为低频干扰多于高频干扰)作为原始比较对象，然后将队列中所有数据与其比较，当差的绝对值超过某一个固定值对，就舍弃该数据．通过这种方法，滤除驻枫干扰。

(3)算术平均滤波法

算术平均滤波法就是连续取Ⅳ次取样值进行算术平均，其数学表达式是：这种滤波算法适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。该方法对于信号的平滑程度完全取决于Ⅳo当^r较大时，平滑度高，但灵敏度低；当Ⅳ较小时，平滑度低，但灵敏性高。具体Ⅳ的确定通过实验的方法得到。当流量处于变化状态时，适当减小Ⅳ值，以适应响应速度的要求。

本系统软件设计中，将这三种滤波技术结合起来使用。具体操作是；先将最新求得的流速值存储于固定大小的数据区FLOw的顶部，自然最下端的最老的数据被挤出，即为滚动存储；再将FLOW中的数据整块移动到计算区域，将这一系列数据值逐一与中部某一固定数据做比较，如果差值的绝对值大予4(由试验获得)，则删除该数据值，此为中值滤波的转型；之后对剩余数据做均值滤波。FLOW的大小，即滤波数据多少的选择，不仅要考虑对信号平滑程度的影响，而且更要满足仪表的实时性的要求。

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