涡街流量计智能技术的应用与原理 三十三    

§5．2．2．2实验结果分析

根据硬件电路接收到的脉冲信号来估算出流量频率范围，以此确定高低通滤波截止频率。

它是由信号频率及噪声尖脉冲频率共同决定的，信号频率和噪声尖脉冲频率越高，则窗越小。具体窗的大小也可按照处理上下截止频率的方法根据实验数据建立相应表格。可以看到经处理后的波形在保持原有频率的基础上滤掉了尖脉冲干扰。

整个滤波过程结束后即可进行频率计数，过程如下：

①对滤波后的数据模拟硬件限幅器及施密特触发器，分为过零检测和频率计算两部分。过零检测将数字滤波及归一化处理后的基波数据中大于(或等于)零的点置l，将小于零的点置0；频率计算主要通过多倍周期法，计算在由采样频率及采样点数确定的采样时间内，连续l(不少于N个)， 连续0(不少于N个)的组数，每增加一组，计数加l／2，用于计算出频率。

②用软件计数同样存在类似脉冲宽度和门控±1脉冲误差。其中脉冲宽度阀值(即l，0的连续点数)需根据脉冲宽度均值确定，可取其均值的一半作为最终阀值N，只有大于N个连续l或0才计数t／2次周期，这在一定程度上也具有抗噪音干扰能力。

用这种方法测得样本l的频率为500Hz，样本2的频率为333Hz，样本3的频率为66．6Hz，样本2的频率为58Hz，与在没有外界振动干扰时的直接脉冲估计频率值相比较，二者符合很好，而在存在干扰时，采用硬件电路直接计频无法得到稳定的测量值。

上述实验结果表明本文提出的高低通滤波与中位数滤波相结合的动态滤波测频法为受到严重噪声污染的涡街信号计量提供了一种有效方法。由于本实验是在频率稳态下做的，对于实际应用中的频率变化情况还有待在进一步的研究中通过采用动态采集与滤波并行处理满足其实时性要求。

§5．3本章小结

介绍了应用于涡街频率计量的频谱分析法。在对多种谱分析方法比较的基础上，进行了采用LMs算法的AR模型自适应滤波功率谱分析法的理论推导和仿真试验。

基于频谱分析法运算量大，不适用于普通单片机的缺点，在对单片机测频技术的分析研究基础上，提出了脉冲计频和信号处理测频相结合的解决涡街流量计在复杂工况条件下抗干扰问题的新思路，即基于涡街正弦信号的软件数字动态滤波测频方法，具体分析了它的测频特点及适用性，并建立了相应试验装置，实验结果证明该数字动态滤波方法能成功应用于涡街流量计在外界振动干扰下的准确计量。

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