渦街流量計正方法

渦街流量計查找表法常用于FPGA的設計中。在FPGA設計中常常要實現一些復雜運算（如乘法、除法、三角函數等），而這些運算會占用大量的邏輯單元，且速度難以滿足信號實時處理的要求，查找表法是解決這一問題的zui簡單、有效的方法。其基本原理[9]為：將函數所有輸入變量的運算結果寫入FPGA的存儲單元中，同時以這些輸入變量作為該存儲單元的地址。當運算時，渦街流量計通過讀取存儲單元地址的方式獲取計算結果，這樣一來，不僅大幅減少了運算所需邏輯單元，又滿足了實時運算的要求。

    渦街流量計非線性修正方法的本質其實是對渦街頻率的修正，也可以轉化為對渦街信號周期長度計數值N的修正，即對于每個輸入的周期長度計數值N（反映的是渦街頻率的真實大小），總有一個修正后的周期長度計數值輸出N'（反映的是修正后的渦街頻率）與之對應，可見這種方法尤其適宜采用查找表方法來實現。

    受CPLD資源數以及功耗的限制，要求在滿足渦街流量計線性度的前提下，盡可能地利用較少的CPLD資源對儀表系數進行修正，使渦街流量計的量程可以擴展。而程序中查找表占據了CPLD的大部分資源，因此對其進行優化是十分必要的。

    為了說明修正思想及如何優化查找表，仍以表1實驗數據進行說明，采用三次樣條插值法進行儀表系數曲線逼近。如圖6所示，在正常流量范圍內1~9.3m³/h（頻率20.41~185.87Hz），線性度在1%以內，在此范圍的流量點不需要儀表系數修正。流量在0.5~1m³/h（頻率10.86~20.41Hz）時，可以保證良好的重復性，因此可以通過修正將儀表系數降到正常流量范圍所在的儀表系數區間K_min~K_max。如式（6），其中K為正常流量范圍1~9.3m³/h得到的平均儀表系數，E_L為所要求的線性度誤差即儀表的精度等級，對于液體渦街流量計E_L=0.01，氣體渦街流量計E_L=0.015。