2020欧冠赛程

欧冠赛程2020赛程表-首页液位计

欧冠赛程2020赛程表-首页液位计产物展示横幅
欧冠赛程2020赛程表-首页中心
技术中心
解决方案
行业欧冠赛程2020赛程表-首页
相关文章

计量级欧冠赛程2020赛程表-首页液位计高精度测量技术

作者: 来源: 发布时间:2019-06-21 10:03:58
摘 要:计量级高精度测量对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的系统设计和处理方法等提出了诸多挑战,调频持续波欧冠赛程2020赛程表-首页通过测量发射信号和回波信号的频率差来测量距离,能够获得较高的测量精度,同时由于其易于实现,是欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的主要体制之一。在介绍FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的系统原理基础上,对诸如晶振频率、调频斜率、工作环境等影响测量精度的因素进行了阐发,提出了相应的解决办法,并开展了高精度频谱估计技术研究。该项技术在实际的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计上得到了应用,其测量精度满足系统要求。
0 引言
油库储油罐感知层由温度、压力、液位、液位等信息传感器组成,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计是储油罐油量的非接触式测量装置,采用发射—反射—接收的工作模式探测液位高度,具有安全可靠、精度高、寿命长、适应各种工作环境的特点,广泛应用于石化、仓储行业,是储油罐的核心传感器[1]。
欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的成长是从20世纪80年代最先的,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计主要由调频持续波(FMCW)欧冠赛程2020赛程表-首页、脉冲欧冠赛程2020赛程表-首页两类[2],一般工作在C,X,K波段。众所周知,欧冠赛程2020赛程表-首页的测距精度主要取决于信号的带宽和信噪比,脉冲欧冠赛程2020赛程表-首页液位计由于受脉冲宽度和高速计时器件的限制,测量精度一般在3m~10mm,主要用于过程控制,为中低端欧冠赛程2020赛程表-首页液位计。与脉冲欧冠赛程2020赛程表-首页比拟,FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计通过测量发射和目标反射的FMCW信号的频率差来测量距离,可以形成大带宽的FMCW信号且不受脉宽的限制,因此能达到更高的测量精度和分辨率,目前FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量精度可达0.4m~3mm,计量级精度则在±1mm以内,主要用于计量级和商品交易,为中高端应用场所使用[3]。
对于中长途欧冠赛程2020赛程表-首页来说,其测距精度一般在米级程度,诸如频率精度、波形线性度、大气温度和压力等因素对精度的影响微乎其微,在设计时这些因素一般不予考虑。而在超近程高精度的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计中,这些因素则是影响测距精度的主要方面。例如,在欧冠赛程2020赛程表-首页液位计中的100MHz晶振具有10-5的频率精度,经过上行链路10倍频到X或K波段,则频率精度变为10-4,在测量20m的目标时就有2mm的误差。因此,计量级高精度测量对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的系统设计和处理方法上提出了诸多挑战。本文从FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计系统角度出发,针对这些因素对测距精度的影响进行了深入研究,并提出了可行的技术手段。
1 系统原理和组成
1.1 FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页测距原理
线性调频持续波(FMCW)欧冠赛程2020赛程表-首页是一种通过对发射FMCW信号及相应的接收处理获得距离与速度信息的欧冠赛程2020赛程表-首页体制,一方面发射信号通过天线向外辐射,另一方面作为混频器的基准信号解调回波信号,其得到的差频信号频率与目标的距离成正比,式(1)暗示差频信号频率与目标的距离的关系。欧冠赛程2020赛程表-首页波形及测距原理如图1所示。
FMCW 欧冠赛程2020赛程表-首页波形及测距原理图
式中,fb为差频信号频率,R为目标距离,B为调频带宽,T为调频周期,c为光速。
1.2 FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计组成
FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计由喇叭天线、收发模块、电源模块、信号处理模块、显示模块等单元组成。收发模块产生FMCW信号,经环行器至喇叭天线向外辐射,回波信号由喇叭天线接收经环行器送到接收通道,接收通道对回波信号进行谐波混频、放大、低通滤波后,输出包含距离信息的差频信号,经A/D采样形成数字信号,信号处理模块接收收发模块的差频数字信号进行FFT、杂波按捺、目标检测、频谱估计等处理后,得到高精度的液位数据,通过现场总线送到显示单元和上位机,其原理框图如图2所示。
FMCW 欧冠赛程2020赛程表-首页液位计原理框图
2 测距精度影响因素阐发及相应的
解决办法
20190621095550.jpg
测距精度主要取决于信号带宽和信噪比,假定信号带宽B为2GHz,要达到1mm的精度,则信噪比(SNR)J=29dB,式(2)为欧冠赛程2020赛程表-首页测距精度的Cramer-Rao界,因此在实际系统中信噪比应大于29dB。由此看出,要满足1mm的测距精度,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计应具有大带宽、高信噪比的特征。
在欧冠赛程2020赛程表-首页液位计系统设计满足测距精度情况下,zui终得到的距离精度还受其他因素影响,由式(1)变换得
20190621095550.jpg
式中,K=B/T为调频斜率。从式(3)可以看出,
差频频率、调频斜率将会影响测距精度,误差表示形式为比例误差,下面对这些因素对测距精度的影响进行阐发,并提出相应的技术办法。
2.1 晶振频率
差频频率fb和带宽B的误差的主要来源于晶振频率的误差,该误差主要由中心频率偏差和温度变化引起的频率偏差两部门组成,前者用频率准确度暗示,后者用频率温度不变度暗示。对于晶振中心频率偏差,可在欧冠赛程2020赛程表-首页系统校正时进行比例修正,尽量选择频率准确度较高的器件,目前晶振的频率准确度(与晶振输出频率的比值)一般在1×10-5以内;对于温度变化引起的频率偏差,为了减小温度变化的影响,需选用恒温晶振,其温度不变度指标可达1×10-9;考虑到价格因素,也可采用价格便宜的温补晶振,其温度不变度指标可达5×10-7,可以满足精度要求。
2.2 FMCW调频斜率
FMCW信号的调频斜率的线性度指标直接关系到距离测量精度,早期的FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计大多采用VCO产生FMCW信号,由于VCO是模拟电压控制频率产生,易受模拟电压非线性和温度变化的影响,FMCW信号的线性度不高,要采用复杂的校正控制电路和温度补偿电路。而数字直接频率合成技术(DDS)采用数字方法产生频率,线性度极高且受温度影响较小,在欧冠赛程2020赛程表-首页和通信系统中得到了广泛的应用,且芯片价格已下降到合理的程度。因此,在设计中需采用DDS来产生FMCW信号,以保证FMCW信号的线性度。
20190621095603.jpg
采用DDS后,其调频线性度对测距精度基本没有影响,但DDS的量化误差对测距精度有影响,该影响也可通过系统校正进行比例修正。
2.3 系统校正
晶振频率、调频斜率等的误差对测距精度有较大的影响,其表示形式为比例误差,在系统设计时要进行定量阐发,其定量阐发数据对系统调试有指导作用,但zui终需要通过测量系统来对欧冠赛程2020赛程表-首页液位计进行精确的比例校正,考虑到比例误差的影响,式(3)修正为
20190621095905.jpg
式中,g(fr,K)为校正系数,与晶振频率、调频斜率等的误差有关。
欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量系统主要由激光跟踪仪、储油罐模拟板、液位计支架(液位计安装车)、监控计算机等组成,放置在满足必然长度要求的暗室内,其原理框图如图3所示。在该系统中,激光跟踪仪测量欧冠赛程2020赛程表-首页液位计与目标板之间的距离,并以此距离值为基准,与欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量的距离值进行比对来计量欧冠赛程2020赛程表-首页液位计的精度,通过设置多个测量点来进行比例校正,具体方法如下:
20190621095919.jpg
由于欧冠赛程2020赛程表-首页液位计内部的射频电路和电缆在传输信号时有必然的延时,因此欧冠赛程2020赛程表-首页液位计基准面的距离值不等于零,存在固定误差,该固定误差可通过欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量系统进行测量,在系统计算时予以消除。
20190621095940.jpg
3 高精度频谱估计技术
畴前面的阐发可知,要达到1mm的测量精度,欧冠赛程2020赛程表-首页液位计需要具备大带宽、高信噪比的特点。传统测量方法通过数字化和FFT计算得到距离量化值,但是FFT的分辨率是显然不能满足测量精度要求的。例如,假定信号带宽为2GHz,则FFT的距离分辨率为75mm。这是因为检测频谱上的高点不必然是回波信号频谱的实际峰值,直接采用FFT的离散频谱点来计算距离会有较大的误差。因此,需要通过高精度频谱估计来找到两离散频谱高点中心的峰值位置,以得到高精度的距离测量值。
为了满足高精度测量需求,学者们提出了多种提高FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页距离测量精度的方法。例如:
1)操作DFT频谱相位信息实现高精度测距[5],该方法运算量大,对硬件要求高,工程化实现难度较大;
2)结合Chirp-Z变换,“由粗到细”逐步找到频谱实际峰值的位置[6],该方法的本质是通过增加采样点的方式提高精度,增加了运算量;
3)找到频谱主瓣内zui大和次大谱线,使用插值法求出中心频率[7],该方法原理简单,计算量小,易于工程实现,但其提高仿真精度的能力有限。
针对上述问题,本文提出一种基于迭代插值的高精度谱估计算法,该算法首先采用FFT粗测差频信号的频率,然后在FFT峰值周围取两条谱线进行频率细化。其核心思想为:找到回波序列x(n)的频谱X(k)幅度zui大值A和次大值B,及其所在的位置k1,k2;若A=B,则目标真实位置所对应的频率就在k1,k2的中心。其原理如图4所示。
 高精度谱估计算法示意图
20190621100021.jpg
这种方法测量精度高,并且zui大的长处是运算量小,单次测量只需进行6次DFT。设定一组仿真参数:带宽B=2GHz,频率调制时间T=5.12ms,采样率fs=200kHz,信噪比SNR=29dB。使用上述算法进行仿真,对20.8~21m以1mm采样间隔得到的距离进行测试,得到误差统计成果,如图5所示。
本文算法测距误差统计成果
从图5可知,操作本文提出的基于迭代插值的高精度谱估计算法进行测距,不同距离的测量误差都控制在1mm以内。经统计,误差绝对值的zui大值为0.153 2mm,误差绝对值的zui小值为2.987 8×10-5 mm;误差均值为0.001 2mm,尺度差为0.045 8mm;误差绝对值的均值为0.036 4mm,误差绝对值的尺度差为0.027 7mm;证实了该算法可以满足高精度测距的要求。
4 结束语
本文从FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计系统设计角度出发,按照计量级测量精度的要求,阐发得出欧冠赛程2020赛程表-首页液位计应具有大带宽高信噪比的特点;在此基础上,对诸如晶振频率、调频斜率、工作环境等影响测量精度的因素进行了阐发,提出了相应的技术办法,得到了其影响为比例误差的结论;通过设计欧冠赛程2020赛程表-首页液位计测量系统,对比例误差进行校正,给出了具体的测试方法;zui后研究了一种高精度频谱估计算法。本文研究的FMCW欧冠赛程2020赛程表-首页液位计高精度测量技术在实际的欧冠赛程2020赛程表-首页液位计得到了应用,并通过了1mm精度的国家计量认证,验证了该技术的有效性。

上一篇:三畅欧冠赛程2020赛程表-首页液位计可确保化妆操行业的原料供给
下一篇:通过欧冠赛程2020赛程表-首页液位计和新型库存系统实现数据透明化

相关产物
  • SC-LD55欧冠赛程2020赛程表-首页液位计

    SC-LD55欧冠赛程2020赛程表-首页液位计
  • SC-LD93高频欧冠赛程2020赛程表-首页物位计

    SC-LD93高频欧冠赛程2020赛程表-首页物位计
  • SC-LD36导波欧冠赛程2020赛程表-首页液位计

    SC-LD36导波欧冠赛程2020赛程表-首页液位计
  • SC-LD95高频欧冠赛程2020赛程表-首页料位计

    SC-LD95高频欧冠赛程2020赛程表-首页料位计
  • SC-LD53欧冠赛程2020赛程表-首页液位计

    SC-LD53欧冠赛程2020赛程表-首页液位计
  • SC-LD91高频欧冠赛程2020赛程表-首页液位计

    SC-LD91高频欧冠赛程2020赛程表-首页液位计
欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页 欧冠赛程2020赛程表-首页