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基于实验数据分析的科氏质量流量计最佳振幅研究
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作者 黄雅 徐科军 刘陈慈 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期1015-1023,共9页
针对科氏质量流量计难以确定最佳振幅,无法达到最佳测量效果的问题,采用研制的变送器匹配性能优良的一次仪表进行试验,采集不同振幅下的信号,从振幅稳定度、波形畸变、信号功率谱、信噪比和系统驱动效率等角度分析振幅对科氏质量流量计... 针对科氏质量流量计难以确定最佳振幅,无法达到最佳测量效果的问题,采用研制的变送器匹配性能优良的一次仪表进行试验,采集不同振幅下的信号,从振幅稳定度、波形畸变、信号功率谱、信噪比和系统驱动效率等角度分析振幅对科氏质量流量计性能的影响;再进行不同振幅下的水流量标定实验,根据示值误差和重复性确定最佳振幅。结果表明,随着振幅的增大,波形畸变愈加严重、高次谐波分量也随之增大、噪声信号功率也呈现增大趋势,从而影响信噪比,使驱动效率降低;但是,振幅过小会加剧传感器放大信号幅值波动,影响测量结果。因此,针对该款流量计的最佳振幅约为439 mV。 展开更多
关键词 流量计量 科氏质量流量计 最佳振幅 示值误差 重复性
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科氏质量流量计的3种驱动方法研究 被引量:21
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作者 李苗 徐科军 +2 位作者 朱永强 侯其立 李叶 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期36-39,共4页
针对科氏质量流量计的驱动问题,比较和实现了模拟驱动、半数字驱动以及全数字驱动的驱动方法。基于高准CNG050型科氏质量流量传感器,研制基于DSP的二次仪表,进行实际驱动实验,分析各自驱动中存在的问题。实验结果表明,这3种驱动方... 针对科氏质量流量计的驱动问题,比较和实现了模拟驱动、半数字驱动以及全数字驱动的驱动方法。基于高准CNG050型科氏质量流量传感器,研制基于DSP的二次仪表,进行实际驱动实验,分析各自驱动中存在的问题。实验结果表明,这3种驱动方案性能逐次提高。 展开更多
关键词 计量学 科氏质量流量计 模拟驱动 半数字驱动 全数字驱动 两相流 批料流
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科氏质量流量计数字驱动方法研究与实现 被引量:9
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作者 侯其立 徐科军 +2 位作者 方敏 熊文军 刘翠 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期554-560,共7页
基于DDS和MDAC,研究科氏质量流量计数字驱动方法中的频率、相位、幅值跟踪。采用TMS320F28335芯片,研制科氏质量流量变送器,实现驱动方法。配以CMF025型号传感器进行了气一液两相流实验,实验结果表明,研制的变送器在两相流下能够... 基于DDS和MDAC,研究科氏质量流量计数字驱动方法中的频率、相位、幅值跟踪。采用TMS320F28335芯片,研制科氏质量流量变送器,实现驱动方法。配以CMF025型号传感器进行了气一液两相流实验,实验结果表明,研制的变送器在两相流下能够维持流量管的振动并完成流量测量。 展开更多
关键词 计量学 科氏质量流量计 数字驱动 两相流 TMS320F28335
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科氏质量流量计测量含气液体流量关键技术综述 被引量:10
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作者 徐浩然 徐科军 +4 位作者 张伦 刘文 乐静 黄雅 刘陈慈 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期483-494,共12页
含气液体流量测量是科氏质量流量计面临的测量难题,对科氏质量流量计的驱动技术、信号处理技术都提出更高的要求。从驱动、信号处理、误差修正这3大核心技术出发对科氏质量流量计测量含气液体流量进行综述,分析含气液体流量下,驱动、信... 含气液体流量测量是科氏质量流量计面临的测量难题,对科氏质量流量计的驱动技术、信号处理技术都提出更高的要求。从驱动、信号处理、误差修正这3大核心技术出发对科氏质量流量计测量含气液体流量进行综述,分析含气液体流量下,驱动、信号处理以及误差修正技术的难点,并针对难点总结出含气液体流量下最佳的驱动技术、信号处理技术和误差修正技术。分析含气液体流量科氏质量流量计原始测量误差大的原因以及采用修正方法修正后的测量精度依旧无法达到单相流测量精度0.1级的原因,为提高科氏质量流量计测量含气液体流量的准确度提供参考。 展开更多
关键词 计量学 含气液体流量 科氏质量流量计 驱动技术 信号处理 误差修正
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基于特性图分析的科氏质量流量计模拟驱动研究 被引量:3
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作者 黄雅 徐科军 +4 位作者 刘陈慈 刘文 乐静 徐浩然 张伦 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期189-198,共10页
针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果... 针对模拟驱动流量管易停振、启振慢等问题,利用特性图法,分析了经典模拟驱动的驱动特性,并对两种典型的模拟驱动改进方法进行了研究,提出一种改进的差分驱动。研制4种模拟驱动的实现电路,进行了气液两相流驱动实验和启振实验。实验结果表明,新型模拟驱动的驱动信号幅值更稳定,启振更快;差分驱动显著提高了驱动能量;与经典模拟驱动相比,改进的差分驱动的驱动信号和传感器信号幅值分别提高了4.2倍、3.8倍,驱动信号幅值的标准差仅为0.08,启振时间减少至2.3 s。 展开更多
关键词 计量学 气液两相流 科氏质量流量计 改进的差分驱动 驱动特性图 模拟驱动
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科氏质量流量计中全数字驱动技术 被引量:3
6
作者 徐浩然 徐科军 +4 位作者 刘文 张伦 乐静 黄雅 刘陈慈 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第11期1370-1379,共10页
针对全数字驱动技术流量管难以启振的问题,综述了模拟转数字启振、随机波启振、正弦波启振、扫频方波启振、正负阶跃交替启振等5种启振方法;针对驱动信号幅值、频率、相位难以调节的问题,提出了解决方法;针对全数字驱动技术的实现平台,... 针对全数字驱动技术流量管难以启振的问题,综述了模拟转数字启振、随机波启振、正弦波启振、扫频方波启振、正负阶跃交替启振等5种启振方法;针对驱动信号幅值、频率、相位难以调节的问题,提出了解决方法;针对全数字驱动技术的实现平台,综述了2种解决方案:基于DSP的单核全数字驱动和基于DSP+FPGA的双核全数字驱动。其中,基于DSP的单核全数字驱动成本低,易于推广;基于DSP+FPGA的双核全数字驱动精度更高。 展开更多
关键词 计量学 科氏质量流量计 全数字驱动 启振技术 驱动参数调节
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气相色谱仪数据处理方法研究和软件研制 被引量:9
7
作者 叶国阳 徐科军 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期532-537,共6页
为了优化气相色谱仪的数据处理方法,提高其分析精度,研究了中位值滤波与小波滤波相结合的两级滤波方法,对色谱信号进行有效的预处理;采用两种基线校正方法对基线进行校正;针对重叠峰,提出了交点垂线法和比例分配法,极大地提高了分峰精... 为了优化气相色谱仪的数据处理方法,提高其分析精度,研究了中位值滤波与小波滤波相结合的两级滤波方法,对色谱信号进行有效的预处理;采用两种基线校正方法对基线进行校正;针对重叠峰,提出了交点垂线法和比例分配法,极大地提高了分峰精度。基于MATLAB语言,编制了离线和在线分析软件,实现上述功能,具有良好的用户界面,并取得实际应用效果。 展开更多
关键词 计量学 气相色谱仪 数据处理 中位值滤波 小波滤波 分峰精度
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面向时变信号模型的科氏质量流量传感器信号处理方法的实现与测试 被引量:7
8
作者 朱志海 徐科军 +2 位作者 杨双龙 李叶 朱永强 《计量学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期325-329,共5页
针对科氏质量流量传感器时变信号模型,研制以TMS320F2812DSP芯片为核心的数字信号处理系统,采用自适应陷波滤波和SGA算法,实时实现处理时变信号。由信号发生器、信号处理系统和PC构建了测试平台,解决时变信号发生和信号处理方法测... 针对科氏质量流量传感器时变信号模型,研制以TMS320F2812DSP芯片为核心的数字信号处理系统,采用自适应陷波滤波和SGA算法,实时实现处理时变信号。由信号发生器、信号处理系统和PC构建了测试平台,解决时变信号发生和信号处理方法测试的问题。测试结果表明,该系统和实现的算法是有效的。 展开更多
关键词 计量学 科里奥利质量流量计 时变信号模型 自适应陷波滤波 滑动Goertzel算法 数字信号处理器
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适用于频繁启停流量测量的科氏质量流量计信号处理方法 被引量:9
9
作者 刘翠 徐科军 +2 位作者 侯其立 熊文军 方敏 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期242-247,共6页
针对实际应用中流量频繁启停的特点,建立科氏质量流量传感器突变信号模型。用此模型对已有的数字信号处理算法进行评估,分析其在罐装测量中的误差;改进DTFT算法,以适用于突变信号的处理。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,... 针对实际应用中流量频繁启停的特点,建立科氏质量流量传感器突变信号模型。用此模型对已有的数字信号处理算法进行评估,分析其在罐装测量中的误差;改进DTFT算法,以适用于突变信号的处理。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,实时实现了整套算法,并进行了启停法及静态质量法的水标定实验。实验结果表明,所研究的方法具有较快的动态响应速度和较高的测量精度。 展开更多
关键词 计量学 科氏质量流量计 突变信号模型 DTFT算法
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改进PSO算法结合FLANN在传感器动态建模中的应用 被引量:20
10
作者 张媛媛 徐科军 许耀华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期1-3,8,共4页
将改进的粒子群优化(PSO)算法和函数联接型神经网络(FLANN)相结合,实现传感器的动态线性建模。利用传感器的动态标定实验数据,首先训练FLANN神经网络,网络训练结束后的权值作为粒子群中某个粒子的初始值,而后利用改进的PSO算法继续寻优... 将改进的粒子群优化(PSO)算法和函数联接型神经网络(FLANN)相结合,实现传感器的动态线性建模。利用传感器的动态标定实验数据,首先训练FLANN神经网络,网络训练结束后的权值作为粒子群中某个粒子的初始值,而后利用改进的PSO算法继续寻优,得到的全局最优值即为所求的传感器动态模型的系数。实验结果表明,该方法结合了PSO和FLANN两者的优点,建模精度高。 展开更多
关键词 MAF传感器 粒子群优化算法 函数联接型神经网络 建模
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基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法 被引量:9
11
作者 徐科军 王沁 +1 位作者 方敏 邵春莉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期37-42,共6页
根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利... 根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利用噪声和涡街信号归一化互相关系数曲线进行噪声判别的抗强振动干扰的方法。对振动实验中采集的传感器数据进行处理,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 强振动干扰 噪声模板 互相关计算 归一化互相关系数曲线
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PSO算法结合BP神经网络在传感器静态非线性校正中的应用 被引量:5
12
作者 张媛媛 徐科军 +2 位作者 许耀华 黄胜初 Yuan-yuan Ke-jun Yao-hua Sheng-chu 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期-,共4页
将粒子群优化(PSO)算法与BP神经网络相结合,应用在传感器静态非线性特性的校正中.用PSO算法所得到的全局最优值作为BP神经网络的初始权值,训练BP神经网络,训练结束后的神经网络作为传感器的静态特性校正器.应用结果表明,该方法可以提高B... 将粒子群优化(PSO)算法与BP神经网络相结合,应用在传感器静态非线性特性的校正中.用PSO算法所得到的全局最优值作为BP神经网络的初始权值,训练BP神经网络,训练结束后的神经网络作为传感器的静态特性校正器.应用结果表明,该方法可以提高BP神经网络的精度,并且该神经网络具有良好的泛化能力. Abstract: A static nonlinear errors method for correcting the sensors based on BP neural network using particle swarm optimization (PSO) is described. The global best values of particle swarm are used as initial weights of BP neural network to train BP neural network. Then the trained neural network is regarded as the sensor's corrector. The application results show that this method can improve the precision of the BP neural network, and the generalization capability of the neural network is good. 展开更多
关键词 PSO算法 神经网络 传感器 非线性校正 BP NEURAL NETWORK BP NEURAL NETWORK particle swarm optimization generalization capability application results 全局最优值 粒子群优化 非线性特性 应用结果 训练 静态特性 泛化能力 初始权值 initial improve 校正器
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盒式应变天平动态建模与补偿 被引量:4
13
作者 徐科军 杨双龙 +2 位作者 张进 赵长辉 张平 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期434-438,共5页
在对盒式应变天平进行动态标定实验的基础上,采用基于OE模型预报误差法分别对其6个测量通道进行系统辨识建模和动态补偿器设计,并给出了相应的参数和动态性能指标.由建模结果可知,天平各通道阻尼比均小于0.1,从而导致其动态响应超调大... 在对盒式应变天平进行动态标定实验的基础上,采用基于OE模型预报误差法分别对其6个测量通道进行系统辨识建模和动态补偿器设计,并给出了相应的参数和动态性能指标.由建模结果可知,天平各通道阻尼比均小于0.1,从而导致其动态响应超调大、调节时间长.经MATLAB仿真,所设计动态补偿器能使天平动态阶跃响应超调量降至5%以内,调节时间均缩短为30 ms以内,从而使天平的动态测试能力得到大幅提升,对于节能降耗及提高测试效率具有重要意义. 展开更多
关键词 计量学 盒式应变天平 动态标定实验 动态数学模型 动态补偿器
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电磁流量计浆液信号的统计模型和信号处理方法 被引量:5
14
作者 梁利平 徐科军 +3 位作者 杨双龙 张然 王刚 石磊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期215-220,共6页
针对电磁流量计浆液测量信号的处理难点,运用概率分析方法,构建了电磁流量计水流量信号和浆液流量信号的统计模型,揭示了两类信号的统计分布规律。在此基础上,提出了一种基于统计模型的信号重构滤波算法。为验证算法的有效性,研制... 针对电磁流量计浆液测量信号的处理难点,运用概率分析方法,构建了电磁流量计水流量信号和浆液流量信号的统计模型,揭示了两类信号的统计分布规律。在此基础上,提出了一种基于统计模型的信号重构滤波算法。为验证算法的有效性,研制了系统并与日本东芝公司的浆液型电磁流量计进行了对比实验。实验结果表明,浆液信号处理算法和系统是可行和有效的。 展开更多
关键词 计量学 电磁流量计 浆液流量 统计模型 重构 滤波
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基于数字滤波与自相关的涡街流量计抗强振动方法改进 被引量:5
15
作者 徐科军 王沁 +1 位作者 方敏 邵春莉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期449-454,共6页
涡街流量计容易受到管道振动的干扰,对测量精度造成较大影响,特别是当振动噪声的功率大于涡街信号的功率时,采用通常的数字信号处理方法也无法得到正确的涡街频率。为此,提出将数字滤波和自相关相结合的算法,运用于涡街流量传感器... 涡街流量计容易受到管道振动的干扰,对测量精度造成较大影响,特别是当振动噪声的功率大于涡街信号的功率时,采用通常的数字信号处理方法也无法得到正确的涡街频率。为此,提出将数字滤波和自相关相结合的算法,运用于涡街流量传感器的信号处理,从含有强振动干扰的信号中识别出流量信息。针对该方法在实际实现中遇到的问题,对已有系统软件进行改进和完善。基于MSP430F5418单片机,使用汇编语言编制实数FFT算法实现了自相关函数的运算。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 数字滤波 自相关 强振动干扰 FFT 单片机
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基于电压电流比的瞬态电磁流量测量方法 被引量:5
16
作者 吴建平 徐科军 +2 位作者 许伟 汪春畅 于新龙 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期829-834,共6页
为了实现较高的励磁频率,提高响应速度,同时减少电磁流量计的功耗,提出基于电压电流比值的瞬态测量方法,确定电压电流比值与流量之间的关系。设计了基于DSP的硬件,采集瞬态时的励磁电流和信号电压来验证该处理方法,离线数据分析表明,电... 为了实现较高的励磁频率,提高响应速度,同时减少电磁流量计的功耗,提出基于电压电流比值的瞬态测量方法,确定电压电流比值与流量之间的关系。设计了基于DSP的硬件,采集瞬态时的励磁电流和信号电压来验证该处理方法,离线数据分析表明,电压电流比值与流量有良好的线性关系。设计的DSP软件可实时实现瞬态测量方法,并进行水流量标定和功耗测试实验。实验结果表明,流量测量准确度达到0.5级,与普通电磁流量计相同。功耗对比表明,基于瞬态测量原理的电磁流量计的励磁功耗是普通电磁流量计的30%。 展开更多
关键词 计量学 电磁流量计 瞬态测量 电压电流比值 低功耗
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抗振型低功耗数字涡街流量计研制 被引量:5
17
作者 徐科军 方敏 +3 位作者 罗清林 王刚 康一波 石磊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期435-440,共6页
针对双传感器涡街流量计,提出采用频域相减与频率方差计算相结合的方法来处理涡街流量传感器输出信号,并研制基于低功耗单片机为核心的处理系统,取得很好的实验效果。在涡街流量信号功率小于振动噪声功率的情况下,抗振型低功耗数字... 针对双传感器涡街流量计,提出采用频域相减与频率方差计算相结合的方法来处理涡街流量传感器输出信号,并研制基于低功耗单片机为核心的处理系统,取得很好的实验效果。在涡街流量信号功率小于振动噪声功率的情况下,抗振型低功耗数字涡街流量计仍然能够准确地测量流量的频率,并且低功耗、两线制工作。 展开更多
关键词 计量学 涡街流量计 双传感器 振动噪声 频率方差 低功耗
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基于高低压电源切换的双环恒流控制电磁流量计励磁控制系统 被引量:9
18
作者 杨双龙 王刚 +2 位作者 徐科军 石磊 李积春 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期193-197,共5页
为了提高电磁流量计高频方波励磁性能,基于励磁恒流控制仿真分析,采用外环高低压电源切换和内环电流微调的双环励磁恒流控制方式,以保证电磁流量计高频方波励磁时一次仪表输出信号零点稳定、电源利用效率高。设计方波励磁控制系统,... 为了提高电磁流量计高频方波励磁性能,基于励磁恒流控制仿真分析,采用外环高低压电源切换和内环电流微调的双环励磁恒流控制方式,以保证电磁流量计高频方波励磁时一次仪表输出信号零点稳定、电源利用效率高。设计方波励磁控制系统,以实现高频方波精确励磁。仿真结果表明,高压源电压越高越有利于拓宽励磁频率范围。实验结果表明,系统在高频方波励磁时,励磁电流响应速度快且电磁流量计传感器输出信号零点稳定。 展开更多
关键词 计量学 电磁流量计 励磁控制 电源切换 双环恒流控制 高频励磁
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一种新型的电池供电的数字流体振荡式流量计 被引量:2
19
作者 方敏 王沁 徐科军 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期511-516,共6页
研制了基于MSP430F5418的低功耗数字流体振荡式流量计,适配于涡街流量计和旋进旋涡流量计的一次仪表。采用数字频谱分析和带通滤波器相结合的方式,关键算法采用汇编语言和定点运算实现,保证了在低功耗情况下,最大限度地滤除流量信... 研制了基于MSP430F5418的低功耗数字流体振荡式流量计,适配于涡街流量计和旋进旋涡流量计的一次仪表。采用数字频谱分析和带通滤波器相结合的方式,关键算法采用汇编语言和定点运算实现,保证了在低功耗情况下,最大限度地滤除流量信号中混杂的噪声信号,拓展了下限流量。根据降压型DC/DC和低压差线性稳压器的工作原理,设计了通道切换电路,实现了在不同工况下高效率的电源电压转换。依据测量需要和精度要求,温度和压力补偿模块采用间歇工作模式,进一步降低了系统的功耗。 展开更多
关键词 计量学 流体振荡式流量计 周期图谱 带通滤波器 电源转换通道切换 间歇采样
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改善开关电容型△-∑模数转换器采样精度的方法 被引量:1
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作者 姜鹏 徐科军 《电子设计工程》 2010年第12期170-173,177,共5页
以ADS1158为例,提出保证开关电容型△-∑模数转换器有效位数的方法。这些方法包括差分采样、输入滤波、减小驱动电路输出阻抗、采用差分输入差分输出放大电路、将ADC的地布在模拟地上、由同一基准源为传感器和ADC提供参考电压以及使用... 以ADS1158为例,提出保证开关电容型△-∑模数转换器有效位数的方法。这些方法包括差分采样、输入滤波、减小驱动电路输出阻抗、采用差分输入差分输出放大电路、将ADC的地布在模拟地上、由同一基准源为传感器和ADC提供参考电压以及使用缓冲器。当ADS1158工作在15 KSPS/Channel、多通道循环模式下,常规的方法只能达到13位有效位数,而采用该设计方法实现了15位有效位数。有效改善了ADC的采样精度,能够在工业测量中应用。 展开更多
关键词 开关电容 △-∑ ADC 有效位数 ADS1158
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