FORTSCHRITT-· BERICHTE

120 Realisierung des Meßsystems Realisierung des Meßsystems 121
Tabelle 3.6
Streuung als Funktion der Anzahl N der Meßwerte und dem Signal/Rausch-
0 .ßip Verhältnis SNR, berechnet nach Gl. 3.38 und für simulierte Datensätze
1000
µrad
100
Anzahl N SNR Berechnung Simulation
256 80 dB 8,8 µrad 9 µrad
1024 80 dB 4,4 µrad 3,7 µrad
4096 80 dB 2,2 µrad 2 µrad
10
256 66 dB 44 µrad 38 µrad
Bild 3.43
Anzahl N
Streuung der Phasendifferenz !icp abhängig von der Anzahl der Meßwerte N,
für fünf verschiedene Werte des Signal/Rausch-Verhältnisses
1024 66 dB 22 µrad 21 µrad
4096 66 dB 11 µrad 9,4 µrad
256 60 dB 88 µrad 90 µrad
1024 60 dB 44 µrad 50 µrad
4096 60 dB 22 µrad 22 µrad
die Phase berechnet. Aus der Häufigkeitsverteilung der Ergebniswerte wurde die Standardabweichung
der Phase ermittelt. Dabei zeigt sich eine deutliche Übereinstimmung von
Simulation und Berechnung. In Tabelle 3.6 sind Simulation und Berechnung gegenübergestellt:
Am Laboraufbau eines Coriolis-Massendurchflußmessers wurden Schwingungsmessungen
mit verschiedenen Sensoren durchgeführt. Die Sensoren wiesen unterschiedlichste Signal/
Rausch-Verhältnisse auf. Die Signale wurden mit dem oben beschriebenen Algorithmus
hinsichtlich ihrer Phasendifferenz ausgewertet. Es traten exakt die gleichen Werte für die
Streuung der Phasendifferenz auf, wie nach der Berechnung aus dem SNR und der Anzahl
der Meßwerte zu erwarten war /DA 21 .
3.3.4 Synchrone Abtastung
Die Phasendifferenz läßt sich wie beschrieben über die Fourier-Reihe ermitteln. Beim
Übergang von simulierten Datensätzen auf gemessene Signale bereitet aber die Einhaltung
der Periodenbedingung Schwierigkeiten. Es bietet sich die Verwendung einer PLL-Schaltung
an, die synchron mit dem Eingangssignal z.B. pro Periode 128 Abtastwerte liefert.
Standard PLL-Schaltungen wurden getestet, wiesen jedoch einen zu großen Phasenjitter
auf. Nach Herstellerauskünften sind mit integrierten PLL-Schaltungen nur Frequenzstabilitäten
von 10 bis 100 ppm erreichbar. Dies ist für eine präzise Phasenmessung zu ungenau.
Es sollte deswegen eine präzisere PLL-Schaltung aufgebaut werden.