[实用新型]应用于科里奥利质量流量计中的AD采样单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及质量流量测量领域，特别涉及一种应用于科里奥利质量流量计中的AD采样单元。

背景技术

科里奥利质量流量计是根据科里奥利力原理进行工作的。其主要由传感器部分和变送器部分组成，其中传感器部分包括两个速度传感器，用于测量两路速度信号；由科里奥利力原理可知，流体的质量流量与传感器的两路信号之间的时间差成正比。科里奥利质量流量计的变送器部分就是用于对传感器的两路信号的时间差进行测量，从而计算出液体的质量流量。随着传感器技术的进步，传感器的两路信号之间的时间差已由几十微秒减小到了十微秒以内。要实现这极小时间差的测量，需要通过AD采样单元(属于变送器部分)对传感器的两路信号进行高精度同步采样。传统技术中的AD采样单元有两种实现方式：1、由多路模拟开关共用一个AD转换器构成，其实现原理如图1所示；2、由两个同型号的AD转换器构成，其实现原理如图2所示；

对于上述第一种实现方式来说，传感器两路信号IN1和IN2经由通道切换电路切换后，分时进入同一个A/D转换器，转换后的数据送微处理单元(DSP或MCU)进行处理。该实现方式存在相应缺陷：通道切换产生时间差，虽然理论上可以在计算中加以修正，但实际上在时间点的实现上不可避免地存在着误差，当FFT(快速傅里叶变换)精度要求很高时，这项误差就不可忽视。更为严重的是：对传感器两路信号IN1和IN2的采样点不在同一时刻上，其代表的两路信号的时间差就根本不是真实的；因此，该实现方式在高精度测量中存在着先天的缺陷；

对于上述第二种实现方式来说，传感器两路信号IN1和IN2分别由2个相同型号的A/D转换器在采样信号控制下进行AD转换，转换后的数据送微处理单元(DSP或MCU)进行处理。该实现方式也存在着相应缺陷：其虽然分别采用了各自的AD转换器，但即使是同一型号的芯片，其采样时间、转换时间、温度曲线等特性都存在着一定差异，这种差异在高精度测量中同样可能成为影响测量精度的重要因素；因此，该实现方式也无法满足高精度测量的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种新型的应用于科里奥利质量流量计中的AD采样单元，解决传统技术中的AD采样单元结构的实现方式不能满足高精度测量需求的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

应用于科里奥利质量流量计中的AD采样单元，包括两个AD转换器，还包括两个采样保持电路；所述两个采样保持电路与两个AD转换器分别对应相连。

进一步，所述两个AD转换器和两个采样保持电路处于同一芯片中。

进一步，所述AD转换器为不低于16位精度AD转换器。

本实用新型的有益效果是：由于在AD转换器之前设计了高速的采样保持电路，可以同时对传感器两路信号进行采样保持，既保证了AD转换过程中信号保持不变，又保证了两路信号的采样点严格地在同一时间点上，最大限度的降低了AD转换产生的孔径误差，保证了FFT的精度；进一步，将采样保持电路和AD转换器设计在同一个芯片中，使得对两路信号的处理在同一芯片内完成，保证两路信号的温度特性完全一致，确保了测量结果的精度及系统稳定性。

附图说明

图1为传统技术中的一种AD采样单元的实现原理图；

图2为传统技术中的另一种AD采样单元的实现原理图；

图3为本实用新型中的AD采样单元的实现原理图。

具体实施方式

针对传统技术中的AD采样单元的实现方式无法满足高精度测量需求的问题，本实用新型提出了一种新型的AD采样单元结构，其通过在AD转换器之前采用了高速的采样保持电路，可以同时对传感器两路信号进行采样保持，以及采用将采样保持电路和AD转换器设计在同一个芯片中的手段保证了测量结果的精度和系统稳定性。

本实用新型中的AD采样单元，包括两个AD转换器，还包括两个采样保持电路；所述两个采样保持电路与两个AD转换器分别对应相连。

其实现原理图如图3所示，传感器的两路信号IN1和IN2进入包含两个采样保持电路和两个AD转换器的AD采样单元，AD采样单元在微处理单元(DSP或MCU)给出的采样信号的控制下，同时对IN1和IN2进行采样保持及AD转换，经过AD转换后的信号送入微处理单元(DSP或MCU)进行分析处理。

在具体实施上，AD采样单元可以采用不低于16位精度的AD芯片，其包含的2个不低于16位精度的AD转换器同时分别对传感器两路信号IN1和IN2进行转换，高速的采样保持电路可以同时对两路信号进行采样保持，既保证了AD转换过程中信号保持不变，又保证了两路信号的采样点严格地在同一时间点上，最大限度的降低了AD转换产生的孔径误差，保证了FFT的精度。同时，由于两路信号处理在同一个芯片内完成，使得两路信号的温度特性完全一致，这也确保了测量结果的精度及系统稳定。