基于FPGA的高精度超声波温度计设计

以超声波在介质中的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以FPGA为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在FPGA上同时实现了高速信号控制模块、高频信号发生器模块、信号自动采集控制模块以及NIOS II软核处理器模块,解决了设计的关键性技术问题,并通过处理器实现了特殊的软件细分插补算法来对采集的数据进行分析处理。通过理论分析和实验,验证了该方法能够达到纳秒级超声波传播时间的测量,从而使设计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

精密超声波温度测量仪设计

利用超声波在介质中传播速度随温度变化而变化的特点,设计了一种新型精密温度测量仪,该测量仪兼有低成本与高精度的特点.采用特殊的软件细分算法对采集数据进行处理,给出了实现该设计所需要的硬件电路图和软件算法流程图,并对测量仪的分辨率进行了分析.分析结果显示设计实现了超声波ns级微小时间的测量,使超声波测温技术在实际运用中的关键问题得以解决,从而使测量结果的分辨率优于0.001℃.     

超声波传输时间精密测量方法及应用研究

根据超声波回波信号是一个变幅周期性信号这一特点,提出一种用数字细分来精密测量超声波传输时间的方法,阐明了超声波换能器驱动电路原理及利用FPGA电路和高分辨率A/D电路通过高频采样来实现这一方法的原理,并采用该方法和电路设计了超声波流量计。指出超声波传输时间测量的分辨率取决于超声波信号的频率和A/D电路的分辨率,为保证测量精度,应尽可能采用较高的采样频率。超声波传输时间的测量综合了全部回波信号采样数据,有很好的可靠性和很强的抗干扰能力。