قم بتحليل كيفية تحسين دقة قياس مقياس مستوى الرادار الموجي الموجه من منظور جمع البيانات (أدناه).

في الماضي، كنا نستخدم غالبًا أجهزة قياس مستوى السوائل من وجهة نظر المستخدم، سنناقش كيفية تحسين دقة قياس الجهاز، بدءًا من تركيبه وصيانته وصولًا إلى تشغيله. سنحلل اليوم كيفية تحسين دقة أجهزة قياس المستوى من منظور الشركة المصنعة، وسنركز في هذه الورقة على طريقة جمع البيانات، التي تُعدّ بالغة الأهمية لتحسين دقة القياس وسرعة استجابة الجهاز.

تعتمد طريقة جمع البيانات ومعالجتها التي سنشاركها اليوم على استخدام وحدة معالجة مركزية منخفضة الطاقة مزودة بوحدة تحويل تناظري رقمي (AD)، ووحدة وصول مباشر للذاكرة (DMA)، ووحدة مؤقت. عند جمع أشكال الموجات، يُستخدم مؤقت TA لبدء التوقيت، ثم بدء التحويل التناظري الرقمي، وبعد اكتمال التحويل، يبدأ الوصول المباشر للذاكرة لنقل البيانات.

أولاً، يتم أخذ عينات خشنة من إشارة الصدى الأصلية بمعدل أخذ عينات منخفض نسبيًا، باستخدام مؤقت يصل إلى 25 ألف مرة لتوليد إشارة مقاطعة لبدء تحويل AD. عند اكتمال تحويل AD، تُفعّل إشارة المقاطعة نقل البيانات إلى DMA، بالإضافة إلى معلومات DMACPU الموجودة داخل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). عندما يصل حجم البيانات المنقولة بواسطة DMA إلى 1000، تُفعّل مقاطعة DMA لإكمال نقل البيانات، وإكمال أخذ عينات خشنة من الصدى الأصلي، وإعطاء إشارة معالجة البيانات. يقوم المعالج المركزي (CPU) بمعالجة البيانات، وتوليد صدى زائف، وحساب منحنى الصدى، وتحديد موضع نقطة البداية وموضع الصدى الفعال الحقيقي، وحساب وقت التأخير المطلوب لموضع نقطة البداية وموضع شكل الموجة الفعال.

(مصدر الصورة: الإنترنت)

ثانيًا، يتم اختيار موضع البداية بدقة، أي أخذ عينات من موضع بداية إشارة الصدى الأصلية بتردد أخذ عينات أعلى، وفقًا لوقت التأخير المحسوب أثناء أخذ العينات الأولية. يُفضل أن يكون وقت التأخير في المقدمة، ووقت التأخير في الأعلى، وأن تكون قيم وحدات التحكم AD وTiming TA وDMA قريبة من نقطة البداية عند 80 نقطة بتردد أخذ عينات عالٍ. يتم اختيار موضع الموجة الفعال بدقة، أي أخذ عينات من موضع الموجة الفعال لإشارة الصدى الأصلية بتردد أخذ عينات أعلى. يتم اختيار وقت التأخير المحسوب أولًا، وبعد انتهاء وقت التأخير، يتم أخذ عينات من وحدات التحكم AD وTimer TA وDMA بتردد أخذ عينات أعلى، بحيث يكون موضع الموجة الفعال قريبًا من 80 نقطة. بعد اكتمال عملية الاستحواذ، يتم تعيين علامة حساب البيانات وبدء الحساب. وأخيرًا، يتم حساب البيانات وفقًا لنقطة البداية، وشكل الموجة الفعال، ووقت التأخير التراكمي، والذي يتم على أساسه حساب موضع نقطة البداية الدقيقة وموضع نقطة انعكاس المادة، والفرق بين موضع نقطة الانعكاس وموضع نقطة البداية هو فرق الوقت المقابل، ومسافة الانعكاس، ثم يتم حساب المستوى الفعلي وفقًا لتردد أخذ العينات.

باختصار، يتم تحديد الموقع التقريبي لمساحة الإشارة الفعالة عن طريق أخذ عينات خشنة، حيث تكون الدقة منخفضة في هذه الحالة، ثم يتم جمع هذا الجزء فقط من نمط الموجة المستقرة بتردد أخذ عينات عالٍ، وتُجرى عملية الحساب. دقة قياس أجهزة قياس مستوى السوائل يتم تحسين الأداء بناءً على عدم زيادة كمية البيانات المجمعة بشكل كبير. وبشكل عام، بعد استخدام تقنيات التنقيب الخشن والتنقيب الدقيق في هذه العملية، يتم تقليل عبء المعالجة على وحدة المعالجة المركزية، مما يحسن بشكل كبير من سرعة استجابة الجهاز ودقة القياس.