摘要(yao):爲了(le)克服(fu)現有(you)電磁(ci)式渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 的量(liang)程小(xiao)，易受(shou)電磁(ci)幹擾(rao)的缺(que)點，設(she)計了(le)一種(zhong)雙圈(quan)同軸(zhou)式光(guang)纖的(de)渦輪(lun)流量(liang)智能(neng)檢測(ce)系統(tong);該測(ce)試系(xi)統由(you)三大(da)模塊(kuai)💯組成(cheng)，雙圈(quan)🌈同軸(zhou)式的(de)光纖(xian)傳感(gan)器作(zuo)爲信(xin)号🔴拾(shi)取工(gong)具，硬(ying)件電(dian)路對(dui)信号(hao)進行(hang)預處(chu)理，TMS320F2812DSP對(dui)信号(hao)進一(yi)💃步軟(ruan)件處(chu)理;經(jing)過實(shi)驗驗(yan)證，該(gai)測試(shi)系統(tong)在5~300Hz的(de)測量(liang)範圍(wei)内，測(ce)量誤(wu)差小(xiao)于0.5%;因(yin)此，該(gai)測試(shi)系統(tong)💞具有(you)較高(gao)的測(ce)量精(jing)度和(he)可靠(kao)性，這(zhe)爲光(guang)纖渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的樣(yang)👣機制(zhi)作提(ti)供了(le)重要(yao)依據(ju)。
0引言(yan)
　　電磁(ci)式渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在流(liu)體計(ji)量中(zhong)應用(yong)十分(fen)廣泛(fan)，但由(you)于它(ta)☀️量🆚程(cheng)小，對(dui)于流(liu)量範(fan)圍變(bian)化大(da)的場(chang)合，就(jiu)需要(yao)幾個(ge)不同(tong)口徑(jing)的流(liu)量計(ji)進行(hang)切換(huan)配合(he)測量(liang)。近年(nian)來，光(guang)纖傳(chuan)感器(qi)以其(qi)靈敏(min)度高(gao)，體積(ji)小，抗(kang)電磁(ci)幹擾(rao)等優(you)點被(bei)廣泛(fan)應用(yong)于各(ge)種測(ce)量技(ji)術中(zhong)。使用(yong)☔光纖(xian)檢測(ce)渦輪(lun)轉速(su)的方(fang)♌法不(bu)存在(zai)電💋磁(ci)式渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的電(dian)磁阻(zu)力矩(ju)對渦(wo)輪的(de)影響(xiang)，從而(er)可以(yi)擴展(zhan)流量(liang)測量(liang)範圍(wei)。這方(fang)面有(you)一些(xie)研究(jiu)但均(jun)未深(shen)人探(tan)析并(bing)将其(qi)應用(yong)于工(gong)程實(shi)際中(zhong)。文中(zhong)均采(cai)用Y型(xing)光纖(xian)探頭(tou)結構(gou)檢測(ce)信号(hao)，但這(zhe)種結(jie)構易(yi)受其(qi)他光(guang)波和(he)光強(qiang)等因(yin)素的(de)影☁️響(xiang);
　　因此(ci)，本文(wen)就光(guang)纖渦(wo)輪流(liu)量檢(jian)測系(xi)統進(jin)行了(le)詳細(xi)的設(she)計，針(zhen)對各(ge)個模(mo)塊分(fen)析了(le)其技(ji)術參(can)數。光(guang)纖傳(chuan)感器(qi)🙇🏻探頭(tou)🔴結構(gou)采用(yong)雙圈(quan)同軸(zhou)的型(xing)式，流(liu)量測(ce)量信(xin)号處(chu)理系(xi)統以(yi)DSP爲核(he)心，對(dui)硬件(jian)和軟(ruan)件各(ge)模塊(kuai)逐一(yi)分析(xi)設計(ji)，并通(tong)過實(shi)驗驗(yan)證了(le)該系(xi)統的(de)可靠(kao)性，爲(wei)光纖(xian)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)樣機(ji)制作(zuo)提供(gong)了一(yi)種重(zhong)要依(yi)據。
1光(guang)纖渦(wo)輪流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的結(jie)構
　　光(guang)纖渦(wo)輪流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的簡(jian)要結(jie)構如(ru)圖1所(suo)示。雙(shuang)圈同(tong)軸光(guang)纖探(tan)頭使(shi)用多(duo)模玻(bo)璃光(guang)纖，由(you)一組(zu)發射(she)光纖(xian)和兩(liang)組接(jie)收光(guang)纖組(zu)成㊙️，檢(jian)測端(duan)固定(ding)在--個(ge)鋁合(he)金🏃🏻護(hu)套内(nei)可替(ti)代電(dian)磁式(shi)傳感(gan)器💋安(an)裝在(zai)渦輪(lun)流量(liang)計上(shang)。其工(gong)作原(yuan)理爲(wei):發射(she)光纖(xian)将光(guang)人射(she)到❄️葉(ye)片端(duan)面上(shang)，液體(ti)在帶(dai)☁️動渦(wo)輪葉(ye)片旋(xuan)轉過(guo)程中(zhong)，激光(guang)照射(she)在🏃🏻‍♂️渦(wo)輪表(biao)面的(de)不♈同(tong)位置(zhi)，而不(bu)同💁位(wei)置所(suo)對應(ying)與探(tan)頭🐉之(zhi)間的(de)距🈲離(li)不同(tong)✉️。顯然(ran)，對于(yu)圖1的(de)安裝(zhuang)結構(gou)，葉片(pian)頂端(duan)與探(tan)頭的(de)距離(li)最🈲小(xiao)，則激(ji)光反(fan)射到(dao)雙罔(wang)同軸(zhou)光纖(xian)探頭(tou)的接(jie)收光(guang)纖的(de)光強(qiang)也較(jiao)其他(ta)位置(zhi)強💋。那(na)麽，在(zai)葉片(pian)轉動(dong)過程(cheng)🙇‍♀️中，葉(ye)片頂(ding)端會(hui)對光(guang)纖發(fa)射的(de)激光(guang)産生(sheng)周期(qi)性的(de)反射(she)，接收(shou)光纖(xian)接收(shou)到反(fan)射的(de)光強(qiang)信号(hao)，經光(guang)電轉(zhuan)換電(dian)路後(hou)放✂️大(da)濾波(bo)産生(sheng)電脈(mo)沖信(xin)号。其(qi)頻率(lü)與渦(wo)輪的(de)轉速(su)成正(zheng)比，研(yan)究♋表(biao)明，渦(wo)輪的(de)旋轉(zhuan)角速(su)度與(yu)液體(ti)流速(su)成正(zheng)比例(li)關系(xi)，可以(yi)通過(guo)測量(liang)渦輪(lun)的轉(zhuan)速來(lai)反映(ying)經過(guo)管道(dao)的體(ti)積流(liu)量大(da)小。信(xin)号經(jing)過進(jin)一步(bu)處理(li)，結合(he)液體(ti)的♌密(mi)度就(jiu)可以(yi)得到(dao)被測(ce)液體(ti)的質(zhi)量流(liu)量。
 
2雙(shuang)圈同(tong)軸式(shi)光纖(xian)傳感(gan)器.
　　本(ben)文所(suo)采用(yong)的雙(shuang)圈同(tong)軸式(shi)光纖(xian)傳感(gan)器是(shi)強度(du)調制(zhi)型反(fan)射式(shi)光纖(xian)。反射(she)式光(guang)強調(diao)制傳(chuan)感器(qi)是由(you)光源(yuan)、人射(she)光💃🏻纖(xian)、接👣收(shou)光纖(xian)以及(ji)探測(ce)器組(zu)成國(guo)。具體(ti)結構(gou)是在(zai)同軸(zhou)式光(guang)纖(中(zhong)心爲(wei)人射(she)光纖(xian)，接收(shou)光纖(xian)同軸(zhou)排列(lie))的☀️基(ji)礎上(shang)同軸(zhou)增加(jia)一圈(quan)用于(yu)補償(chang)的接(jie)收光(guang)纖。雙(shuang)圈同(tong)軸式(shi)光纖(xian)傳感(gan)器的(de)整體(ti)結構(gou)如圖(tu)2所🙇‍♀️示(shi)。共19根(gen)光纖(xian)，中❄️間(jian)1根光(guang)纖爲(wei)入射(she)光纖(xian)，内圈(quan)爲6根(gen)光纖(xian)作爲(wei)第✨一(yi)組接(jie)收光(guang)纖，外(wai)圈有(you)12根光(guang)纖作(zuo)爲第(di)二組(zu)接收(shou)光纖(xian)。由于(yu)使👅用(yong)多模(mo)光纖(xian)其接(jie)收到(dao)的最(zui)大光(guang)強要(yao)比采(cai)用單(dan)模光(guang)纖高(gao)一個(ge)數量(liang)級左(zuo)右，爲(wei)了提(ti)高測(ce)量的(de)信噪(zao)比，本(ben)系🛀統(tong)采用(yong)多模(mo)光纖(xian)的光(guang)纖✨傳(chuan)感器(qi)。采用(yong)這種(zhong)光纖(xian)束結(jie)🆚構的(de)益處(chu)是它(ta)利用(yong)比值(zhi)法消(xiao)除了(le)光源(yuan)功率(lü)波動(dong)等敏(min)感因(yin)素對(dui)測量(liang)的📐影(ying)響[5]，從(cong)而能(neng)夠實(shi)現傳(chuan)感器(qi)的測(ce)量。
 
　　光(guang)源LED發(fa)出的(de)光，通(tong)過入(ru)射光(guang)纖傳(chuan)輸到(dao)待測(ce)物體(ti)的表(biao)面，經(jing)過反(fan)射後(hou)由接(jie)收光(guang)纖接(jie)收送(song)至光(guang)電轉(zhuan)換器(qi)進行(hang)光電(dian)轉換(huan)。接🏃‍♀️收(shou)光💔強(qiang)的大(da)小決(jue)定于(yu)反射(she)體🐅距(ju)光纖(xian)探頭(tou)的距(ju)離，當(dang)被測(ce)距離(li)改變(bian)時輸(shu)出光(guang)強也(ye)發生(sheng)相應(ying)的變(bian)化，可(ke)以通(tong)過對(dui)輸出(chu)光強(qiang)的檢(jian)測得(de)到渦(wo)輪葉(ye)片轉(zhuan)動的(de)位置(zhi)，如圖(tu)3所示(shi)。由于(yu)渦輪(lun)葉🏃🏻‍♂️片(pian)周期(qi)性的(de)轉動(dong)，光強(qiang)的變(bian)化♻️也(ye)是呈(cheng)周期(qi)性的(de)，基于(yu)此原(yuan)理，這(zhe)種光(guang)纖傳(chuan)感器(qi)可以(yi)被用(yong)于渦(wo)輪流(liu)量計(ji)上。
 
　　根(gen)據圖(tu)2的光(guang)纖探(tan)頭結(jie)構，其(qi)輸出(chu)特性(xing)調制(zhi)麗數(shu)的計(ji)算可(ke)以✊采(cai)💜用式(shi)(1)所示(shi)的方(fang)法，再(zai)結合(he)大芯(xin)徑多(duo)模光(guang)纖的(de)出射(she)光纖(xian)端🔅出(chu)射💘光(guang)強的(de)分布(bu)6]，可以(yi)得到(dao)雙😍圈(quan)同軸(zhou)🏃🏻位移(yi)傳感(gan)器的(de)輸出(chu)特性(xing)調制(zhi)函數(shu)爲式(shi)(2)。在探(tan)頭參(can)數🥵确(que)定的(de)情況(kuang)下，傳(chuan)感器(qi)的調(diao)制特(te)性M(z)隻(zhi)與被(bei)測距(ju)離z有(you)關口(kou)，
 
　　根據(ju)式(2)和(he)本測(ce)試系(xi)統的(de)實際(ji)需要(yao)，設計(ji)了相(xiang)應的(de)尺寸(cun)參數(shu)的光(guang)纖探(tan)頭。對(dui)所設(she)計的(de)光纖(xian)探頭(tou)進行(hang)仿真(zhen)，如圖(tu)4所示(shi)。可以(yi)看出(chu)，在探(tan)頭與(yu)被測(ce)渦輪(lun)表面(mian)距離(li)400~1000μm的範(fan)圍之(zhi)間，該(gai)傳感(gan)器具(ju)有良(liang)好的(de)線性(xing)關系(xi)🌏，該範(fan)圍包(bao)含了(le)測量(liang)流量(liang)的光(guang)纖探(tan)頭與(yu)被測(ce)渦輪(lun)㊙️葉片(pian)表面(mian)間的(de)垂直(zhi)距離(li)✂️變化(hua)範圍(wei)。
 
3基于(yu)DSP的智(zhi)能光(guang)纖流(liu)量計(ji)信号(hao)處理(li)系統(tong)
3.1總體(ti)處理(li)方案(an)框圖(tu)
　　本文(wen)設計(ji)的智(zhi)能流(liu)量光(guang)纖測(ce)量系(xi)統的(de)整體(ti)框架(jia)如圖(tu)5所示(shi)。
 
　　随着(zhe)葉片(pian)旋轉(zhuan)，光纖(xian)渦輪(lun)流量(liang)傳感(gan)器拾(shi)取到(dao)呈周(zhou)期性(xing)變化(hua)的❓光(guang)信号(hao)，光信(xin)号在(zai)經過(guo)光電(dian)轉換(huan)器後(hou)🌈被轉(zhuan)㊙️換爲(wei)電壓(ya)信号(hao)🚶‍♀️，經過(guo)信号(hao)放大(da)、整形(xing)、濾波(bo)等硬(ying)件處(chu)理🚶電(dian)路後(hou)得到(dao)的信(xin)号還(hai)遠不(bu)能達(da)到我(wo)們所(suo)需的(de)“轉速(su)一頻(pin)率一(yi)流量(liang)”準确(que)信息(xi)，爲提(ti)高系(xi)統的(de)☁️精度(du)和穩(wen)定性(xing)，本系(xi)統将(jiang)采用(yong)處理(li)能力(li)強，計(ji)算精(jing)🚶度高(gao)的DSP作(zuo)爲信(xin)号處(chu)理平(ping)台對(dui)信号(hao)作進(jin)一步(bu)的軟(ruan)👣件處(chu)理，并(bing)實現(xian)流🈲量(liang)信息(xi)的顯(xian)示以(yi)及與(yu)計算(suan)機的(de)通訊(xun)。在這(zhe)裏，我(wo)們選(xuan)取TI公(gong)司的(de)TMS320F2812型号(hao)DSP芯片(pian)。DSP2812的内(nei)置A/D轉(zhuan)換爲(wei)12位，可(ke)保證(zheng)在存(cun)在硬(ying)件幹(gan)擾的(de)情況(kuang)下對(dui)數據(ju)的精(jing)度高(gao)采集(ji);同🌍時(shi)具有(you)32位的(de)定點(dian)CPU，主頻(pin)可達(da)150MHz,計算(suan)能力(li)也滿(man)足流(liu)量測(ce)量系(xi)♍統對(dui)數據(ju)處理(li)的要(yao)求。
　　系(xi)統設(she)計時(shi)，考慮(lü)到光(guang)源、光(guang)電轉(zhuan)換等(deng)部件(jian)對系(xi)統測(ce)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量結(jie)果的(de)影響(xiang)，溫度(du)變化(hua)對傳(chuan)感器(qi)零位(wei)漂移(yi)的🔞影(ying)響💁，以(yi)及傳(chuan)感🔞器(qi)光強(qiang)調制(zhi)過程(cheng)存在(zai)非線(xian)性，應(ying)加人(ren)溫度(du)補償(chang)和👄非(fei)線性(xing)校正(zheng)算法(fa)以及(ji)🐅誤差(cha)修正(zheng)。另外(wai)，針對(dui)工程(cheng)應用(yong)中傳(chuan)感器(qi)工作(zuo)環境(jing)特點(dian)，可以(yi)在🔱傳(chuan)感器(qi)探頭(tou)加入(ru)準直(zhi)透鏡(jing)的方(fang)法用(yong)以提(ti)高傳(chuan)感♍器(qi)的抗(kang)噪能(neng)力和(he)擴展(zhan)傳感(gan)器的(de)線性(xing)測量(liang)範圍(wei)。
3.2硬件(jian)系統(tong)設計(ji)
　　硬件(jian)電路(lu)主要(yao)分爲(wei)兩部(bu)分，第(di)一部(bu)分是(shi)信号(hao)預處(chu)理部(bu)分，第(di)二部(bu)分是(shi)以DSP爲(wei)核心(xin)的信(xin)号處(chu)理部(bu)分。信(xin)号預(yu)處理(li)部分(fen)🛀分爲(wei)光電(dian)轉換(huan)模塊(kuai)、放大(da)模塊(kuai)、濾波(bo)模塊(kuai)。而DSP部(bu)分除(chu)了包(bao)括📧其(qi)主要(yao)的幾(ji)個電(dian)路模(mo)塊外(wai)，還包(bao)含對(dui)信号(hao)的軟(ruan)件處(chu)理。
3.2.1信(xin)号預(yu)處理(li)部分(fen)
3.2.1.1光電(dian)轉換(huan)模塊(kuai)
　　光電(dian)轉換(huan)模塊(kuai)的功(gong)能是(shi)将接(jie)收光(guang)纖接(jie)收的(de)光強(qiang)信号(hao)轉🔞換(huan)爲㊙️電(dian)壓信(xin)号。它(ta)在整(zheng)個動(dong)态檢(jian)測系(xi)統中(zhong)起着(zhe)極其(qi)重要(yao)的作(zuo)用，它(ta)的好(hao)壞和(he)靈敏(min)度将(jiang)很大(da)程度(du).上影(ying)響着(zhe)最終(zhong)系統(tong)的測(ce)量精(jing)度✔️。本(ben)系統(tong)選用(yong)的光(guang)電二(er)極管(guan)是光(guang)🥰電二(er)極管(guan)電流(liu)與照(zhao)射在(zai)其上(shang)的光(guang)強成(cheng)正比(bi)，随着(zhe)光強(qiang)的增(zeng)加OPT101的(de)輸出(chu)電壓(ya)近似(si)的線(xian)性增(zeng)加。OPT101芯(xin)片在(zai)一個(ge)單片(pian)♌，上集(ji)成了(le)互跨(kua)❤️阻抗(kang)放大(da)器集(ji)和光(guang)電二(er)極管(guan)，這就(jiu)消除(chu)了分(fen)開設(she)計中(zhong)經常(chang)出現(xian)的如(ru)漏電(dian)流誤(wu)差、噪(zao)聲交(jiao)叉幹(gan)擾以(yi)及雜(za)🌏散電(dian)容引(yin)起的(de)增益(yi)峰化(hua)等問(wen)題。
3.2.1.2放(fang)大電(dian)路模(mo)塊
　　光(guang)電檢(jian)測系(xi)統中(zhong)，經過(guo)OPT101光電(dian)轉換(huan)後輸(shu)出的(de)電壓(ya)信.号(hao)較微(wei)弱，必(bi)須通(tong)過放(fang)大處(chu)理。前(qian)置放(fang)大電(dian)路設(she)計的(de)好壞(huai)将直(zhi)接影(ying)響整(zheng)個信(xin)号處(chu)理電(dian)路的(de)性能(neng)。由于(yu)是微(wei)小信(xin)号的(de)放大(da)，所以(yi)本系(xi)統選(xuan)用儀(yi)表運(yun)算放(fang)大器(qi)AD620。AD620是一(yi)款低(di)功耗(hao)、精度(du)高的(de)運算(suan)放🈲大(da)器，具(ju)有🔞高(gao)共模(mo)抑制(zhi)比、放(fang)大頻(pin)帶寬(kuan)、溫度(du)穩定(ding)性好(hao)、使用(yong)簡🔞單(dan)、噪聲(sheng)低等(deng)特💃點(dian)，隻需(xu)要改(gai)變外(wai)部電(dian)阻的(de)阻值(zhi)就可(ke)以實(shi)現從(cong)1到1000倍(bei)的放(fang)大，因(yin)此适(shi)合用(yong)于對(dui)微弱(ruo)信号(hao)🔱的正(zheng)确放(fang)大。
3.2.1.3濾(lü)波電(dian)路模(mo)塊
　　濾(lü)波模(mo)塊是(shi)抑制(zhi)和防(fang)止幹(gan)擾的(de)重要(yao)環節(jie)，其功(gong)能💯是(shi)使一(yi)-定頻(pin)🏃‍♂️率範(fan)圍内(nei)的有(you)用信(xin)号通(tong)過，使(shi)在該(gai)頻率(lü)範圍(wei)外的(de)信号(hao)衰‼️減(jian)，從而(er)提高(gao)系統(tong)的信(xin)噪比(bi)。在本(ben)系統(tong)中，光(guang)纖🍉傳(chuan)感器(qi)采集(ji)的信(xin)号主(zhu)要幹(gan)擾成(cheng)分是(shi)光電(dian)二極(ji)管輸(shu)出🌈的(de)電壓(ya)和光(guang)源信(xin)号的(de)漂移(yi)、環🏃境(jing)變化(hua)及電(dian)路等(deng)各種(zhong)噪聲(sheng)信号(hao)。爲了(le)避開(kai)噪聲(sheng)高頻(pin)幹擾(rao)信号(hao)，濾波(bo)電路(lu)采用(yong)--級陡(dou)度系(xi)數較(jiao)大的(de)有源(yuan)二階(jie)低通(tong)濾波(bo)器，它(ta)可以(yi)使噪(zao)聲得(de)到較(jiao)快、較(jiao)大的(de)衰減(jian)，基本(ben)濾除(chu)疊🏃加(jia)在光(guang)電轉(zhuan)換後(hou)✨電壓(ya)信号(hao)上的(de)噪聲(sheng)和不(bu)必要(yao)的頻(pin)率分(fen)量，提(ti)高系(xi)統的(de)信噪(zao)比。
3.2.2DSP信(xin)号處(chu)理部(bu)分
3.2.2.1DSP電(dian)源電(dian)路
　　由(you)于在(zai)信号(hao)預處(chu)理中(zhong)用到(dao)的各(ge)個模(mo)拟電(dian)路的(de)核心(xin)✨芯片(pian)都是(shi)±5V供電(dian)，所以(yi)需要(yao)将模(mo)拟電(dian)源的(de)5V轉化(hua)爲一(yi)5V,這裏(li)采🆚用(yong)TI公📧司(si)的LMC7660芯(xin)片;而(er)信号(hao)處理(li)中用(yong)到DSP數(shu)字.電(dian)路的(de)工作(zuo)電壓(ya)爲3.3V和(he)1.8V,這裏(li)選👄用(yong)SPX1117芯片(pian)将5V電(dian)源進(jin)行轉(zhuan)換。其(qi)中，内(nei)部邏(luo)輯供(gong)電電(dian)壓爲(wei)1.8V,外部(bu)接⭕口(kou)引腳(jiao)電🔴壓(ya)采用(yong)3.3V，便于(yu)直接(jie)與外(wai)部低(di)壓器(qi)件相(xiang)連接(jie)。3.2.2.2A/D轉換(huan)電路(lu)在經(jing)過光(guang)電轉(zhuan)換、放(fang)大、濾(lü)波🈲後(hou)的信(xin)号進(jin)入DSP芯(xin)片時(shi)，要先(xian)經過(guo)A/D轉換(huan)電路(lu)，把模(mo)拟信(xin)号轉(zhuan)換爲(wei)數字(zi)信号(hao)，由DSP做(zuo)進一(yi)步的(de)信号(hao)處理(li)。
3.2.2.3DSP核心(xin)電路(lu)及時(shi)鍾電(dian)路
　　DSP的(de)各管(guan)腳有(you)相應(ying)處理(li)，有的(de)接(或(huo)有上(shang)拉電(dian)阻)高(gao)電平(ping)，有的(de)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼接(或(huo)有下(xia)拉電(dian)阻)低(di)電平(ping)。
3.2.2.4顯示(shi)電路(lu)
　　使用(yong)液晶(jing)屏顯(xian)示頻(pin)率或(huo)流量(liang)信息(xi)，可以(yi)方便(bian)觀察(cha)實驗(yan)結果(guo)。本✉️系(xi)統選(xuan)用1602LCD芯(xin)片顯(xian)示，1602LCD是(shi)指顯(xian)示的(de)内容(rong)爲16X2，即(ji)可以(yi)顯示(shi)兩行(hang)，每行(hang)有16個(ge)字符(fu)液晶(jing)模塊(kuai)(顯示(shi)字符(fu)和數(shu)字)。
3.2.2.5通(tong)信電(dian)路
　　爲(wei)了與(yu)計算(suan)機連(lian)接實(shi)現遠(yuan)程操(cao)作，可(ke)以采(cai)用RS232接(jie)口與(yu)上位(wei)機✌️進(jin)行通(tong)信。
3.3DSP的(de)軟件(jian)系統(tong)分析(xi)
　　爲了(le)實現(xian)精度(du)高測(ce)量，還(hai)需采(cai)用一(yi)定的(de)算法(fa)對信(xin)号加(jia)以處(chu).理，包(bao)括溫(wen)度補(bu)償算(suan)法、非(fei)線性(xing)校正(zheng)算法(fa)❌和誤(wu)差修(xiu)正算(suan)法等(deng)，這些(xie)都可(ke)以寫(xie)人DSP中(zhong)通過(guo)運算(suan)♊實現(xian)。将2812DSP與(yu)計算(suan)機中(zhong)的CCS仿(pang)真環(huan)境相(xiang)連接(jie)，通過(guo)仿真(zhen)器将(jiang)相應(ying)的程(cheng)序下(xia)載到(dao)DSP芯片(pian)中進(jin)行調(diao)試。圖(tu)6爲DSP中(zhong)軟件(jian)設計(ji)流程(cheng)圖。
 
4實(shi)驗與(yu)分析(xi)
　　本文(wen)使用(yong)一套(tao)光纖(xian)高速(su)轉子(zi)試驗(yan)台對(dui)搭建(jian)的軟(ruan)硬件(jian)測🚶‍♀️試(shi)系統(tong)進行(hang)了模(mo)拟實(shi)驗驗(yan)證。該(gai)轉子(zi)試驗(yan)台的(de)渦輪(lun)轉子(zi)由可(ke)調轉(zhuan)速的(de)電機(ji)帶動(dong)旋轉(zhuan)，渦輪(lun)正上(shang)方安(an)裝有(you)雙圈(quan)同🥰軸(zhou)式光(guang)纖傳(chuan)感🛀器(qi)，轉速(su)信号(hao)經過(guo)所設(she)計的(de)硬件(jian)🌂預處(chu)理電(dian)路後(hou)，傳人(ren)DSP進行(hang)程序(xu)運算(suan)處理(li)，最後(hou)将頻(pin)率信(xin)号顯(xian)示出(chu)來。在(zai)實驗(yan)室所(suo)搭建(jian)的試(shi)驗系(xi)統如(ru)圖7所(suo)示。
 
　　通(tong)過本(ben)文所(suo)設計(ji)的測(ce)試系(xi)統對(dui)渦輪(lun)轉動(dong)頻率(lü)的驗(yan)證結(jie)果🔱如(ru)表1所(suo)示。渦(wo)輪頻(pin)率記(ji)作ƒ0(Hz)，測(ce)量頻(pin)率記(ji)作ƒ1(Hz),絕(jue)對誤(wu)差記(ji)作🌍e。
 
　　在(zai)5~300Hz的測(ce)量範(fan)圍内(nei)，最大(da)誤差(cha)爲1.27/(300一(yi)5)=0.43%<0.5%，可見(jian)所設(she)計的(de)測試(shi)系統(tong)測量(liang)精度(du)較高(gao)。
5結論(lun)
　　本文(wen)所設(she)計的(de)雙圈(quan)同軸(zhou)式光(guang)纖智(zhi)能流(liu)量檢(jian)測系(xi)統有(you)以❄️下(xia)特點(dian):1)本文(wen)選用(yong)的雙(shuang)圈同(tong)軸式(shi)多模(mo)光纖(xian)對光(guang)信号(hao)的辨(bian)識度(du)高，并(bing)且在(zai)測量(liang)和傳(chuan)輸過(guo)程中(zhong)不易(yi)受外(wai)界電(dian)磁幹(gan)擾;2)所(suo)選DSP2812及(ji)硬件(jian)處⛹🏻‍♀️理(li)部分(fen)可以(yi)實現(xian)對數(shu)據的(de)采集(ji)和處(chu)理的(de)要求(qiu);3)傳感(gan)器測(ce)量過(guo)🛀🏻程中(zhong)産生(sheng)的非(fei)線性(xing)等因(yin)❤️素可(ke)通過(guo)軟件(jian)算法(fa)進行(hang)補償(chang)和校(xiao)正，易(yi)于維(wei)護。通(tong)過實(shi)驗驗(yan)證，本(ben)文所(suo)設計(ji)的光(guang)纖測(ce)量系(xi)統的(de)測量(liang)誤差(cha)小于(yu)0.5%，具有(you)較高(gao)的測(ce)量精(jing)度和(he)可靠(kao)性，爲(wei)光纖(xian)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)樣機(ji)制作(zuo)提供(gong)了重(zhong)要依(yi)據。

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