測量聲時(shí)的均勻延遲平均法.pdf

1、超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，媒質(zhì)的聲速與媒質(zhì)的許多特性及狀態(tài)有關(guān)。通過測量聲速以及變化,就能了解被測媒質(zhì)對應(yīng)的特性或狀態(tài)以及其變化。在聲波傳播距離固定的情況下，聲速的測量就轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞑r(shí)間的測量。聲時(shí)測量的方法很多,精度比較高的有時(shí)間間隔平均法、脈沖回嗚法、脈沖回波疊加法和脈沖回波重合法等幾種方法。由于工業(yè)上測量的自動(dòng)化，連續(xù)性要求，常用的方法有兩種，時(shí)間間隔平均法和脈沖回鳴法。脈沖回鳴法的多次回波問題是使用該方法中遇到的主要問題之

2、一，而時(shí)間間隔平均法除了測量速度較慢外，結(jié)構(gòu)和電路都比較簡單，在要求簡單測量聲時(shí)的地方得到比較廣泛的應(yīng)用。常用的時(shí)間間隔平均法實(shí)現(xiàn)電路，發(fā)射部分發(fā)射隨機(jī)信號，由同一個(gè)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。由于方法本身是統(tǒng)計(jì)性的，使得提高測量精度變得很困難，增加測量次數(shù)帶來的精度提高被測量時(shí)間延長所引起的信號偏差增大所抵消，提高計(jì)時(shí)頻率總是有一定限制的。本文根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)提出的均勻延遲產(chǎn)生方法,實(shí)現(xiàn)了該方法，并詳細(xì)的分析。利用兩個(gè)頻率略有差異的時(shí)鐘制成相關(guān)

3、的電路，該方法以多一個(gè)晶振的代價(jià)大大提高了測量的精度。模擬實(shí)驗(yàn)證明該方法理論的正確性，與隨機(jī)延遲時(shí)間間隔平均法相比，精度明顯要高，和脈沖回鳴法相當(dāng)，在待測信號穩(wěn)定的情況下，可以利用二分法對待測時(shí)間間隔進(jìn)行處理，可以大大減少測量次數(shù)。對導(dǎo)線電信號傳播時(shí)間的測量實(shí)驗(yàn)，證明了該方法可以對時(shí)間間隔以及其微小變化進(jìn)行絕對測量。利用該方法實(shí)現(xiàn)電路，接入超聲發(fā)射、接收裝置和過零檢測電路，對固定距離聲傳播時(shí)間進(jìn)行了測量。測量了水在自然降溫的