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基于单片机的低功耗高精度融雪测量仪的设计

时间:11-22 来源:互联网 点击:

 根据上述表2中数据,可以得出温度补偿公式如式(1)所示:
 V=331.5+0.607×T (1)
 其中V表示实际波速,T表示环境温度。程序算法如下所示:
float Count_Supersonic_Speed
(UCHAR real_temp)
{
float V1;
V1=real_temp/2+real_temp/10+331+1/2;
 return V1;
}
 (3)对采集值进行数字滤波
 由于实际测量中会出现偶然脉冲干扰,使测得的数值偏差很大,通过防脉冲干扰平均滤波法(Anti-Pulse Interference Average Filtering Method)踢除此干扰,同时对剩余的数据取平均值。测试效果如表3所示。
 (4)真实值与测量值之间做线性补偿
 由于实际测量值与真实值之间会存在误差,现在通过用一次函数Y=KX+B做线性补偿算法来减少测量误差。在没有加入补偿之前如表4中的误差1所示。E2到E11中的数值是Y由式EN=(AN+1-AN)/(BN+1-BN),(N=2~11)得到。F2到F22中的数据是对E2到E11中数据取平均值。G2到G11中的数据由公式GN=AN-FNBN,(N=2~11)。HN(N=2~11)中的数据是对G2到G11取平均值得到。计算出K=1.077 229 163,B=32.240 783 23。Y=1.077 229 163X+32.240 783 23,得到补偿后的数据I2到I22。最终保证误差在5‰左右,如表4中的误差2所示。

 经过测试,融雪测量仪的测量范围为300 mm~2 000 mm,测量精度控制在5‰之内,且耗电量低。同时,由于考虑到实际应用环境的复杂性,对于元器件的选择全都采用工业级产品,以保证设备的稳定与可靠性。
参考文献
[1] 毛炜峰,张旭,杨志华,等.卫星遥感首次监测到准噶尔盆地西北部的冬季融雪洪水[J].冰川冻土,2010,32(1):211-214.
[2] RAMSAYB H. The interactive multisensor snow and ice mapping system[J]. Hydrological Processes, 1998,12:1537-1546.
[3] 翟国富,刘茂恺.一种实时高精度的机器人用超声波测距处理方法[J].应用声学,1990(1):17-24.

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