差补式外置超声波液位精密测量系统的研究与实现

发布时间：2017-11-23 05:10

  本文关键词：差补式外置超声波液位精密测量系统的研究与实现

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【摘要】：随着测量相关技术的快速发展,一些场合对液位测量的精度要求也日趋增加,外置式、智能化、高精度的测量是当前液位测量技术的发展趋势。因此差补式外置超声波液位测量系统的研究工作越来越被人们重视。通过对液位测量方面的资料的查看和研究,本课题设计了一种基于FPGA的高精度的超声波液位测量系统。课题实现了对超声波发射、接收系统的设计以及PCB电路板的制作,然后对后期测量数据进行了分析、处理。实验表明,在油箱内温度以及油体密度变化的情况下,以及系统测量范围0.1~1m内,此测量系统精确性很高,而且实用性也很强。本课题主要研究以下几方面:首先,对超声波进行了简单的介绍,包括超声波的产生和使用、超声波测距系统和超声波测距原理等基本知识,设计了差补式外置超声波液位测量系统的硬件电路,主要包括电源模块、发射模块、接收模块。模块设计完成后,使用Multisim对硬件电路仿真并最终制成PCB板。其次,对影响超声波测距精确性的主要因素,包括温度、回波测量的计时准确度以及测量盲区进行阐述,并得到了差补式超声波测距的模型和对模型进行了Matlab仿真。最后,介绍了差补测距算法在FPGA上实现系统功能。先将系统分为脉冲发射模块、高速计数模块、回波接收模块、距离计算模块。然后对每个子模块分别进行设计验证,设计顶层时序,最终实现回波接收功能。
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH816

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本文编号：1217305