【摘 要】
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谐振式传感器作为一种分辨力高、重复性好、稳定性强的新型传感器,已经在航空、航天、石油、化工、冶金、食品、气象、计量等领域发挥了举足轻重的作用。然而,目前谐振式传感
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谐振式传感器作为一种分辨力高、重复性好、稳定性强的新型传感器,已经在航空、航天、石油、化工、冶金、食品、气象、计量等领域发挥了举足轻重的作用。然而,目前谐振式传感器的测频方法和仪器普遍存在无法测量瞬时频率、动态性差、没有考虑实时性等问题。为了解决以上问题,本文研究了一种基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform, HH T)的动态测频方法,并实现了基于该方法的动态测频仪器。在研究方法的过程中,首先,介绍了谐振式传感器的需求和传统HHT的理论。然后,通过MATLAB仿真分析,讨论了作为动态测频方法的传统HHT在不同状态下的优势和不足,并改进了效率、边界处理、停止条件等多个方面。最后,通过对比,验证了改进后的动态测频方法具有更高的精度和执行效率。在实现仪器的过程中,首先,选取了嵌入式Linux实时操作系统、ARM和Qt/E的软硬件环境,并搭建了测频仪的硬件实现平台。然后,经过划分总体、优化算法、详述子部分等步骤,完成了测频仪的软件设计部分。最后,将软硬件结合实现了动态测频仪。最终通过一系列测试,验证了该动态测频仪达到了预期的实现目标,解决了目前适用谐振式传感器的测频设备普遍存在的问题,并且具备可动态测量频率、高精度、实时性、性价比高、可移植性好、界面友好等优点。此外,本文的工作有助于推进谐振式传感器测量方法和测量仪器的进步,促进谐振式传感器在更广阔的领域的进一步发展。
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