基于PDC材料无线无源温度传感器的射频测温系统逻辑设计

发布时间：2023-02-18 15:29

　　PDC材料传感器又称为聚合物衍生陶瓷传感器,是一种无线无源的温度传感器,其特点是耐高温、耐腐蚀,主要应用在恶劣条件下的高温测量。此传感器内部有一个谐振腔,当自身温度发生变化时其内部谐振腔的谐振频率也会产生相应的变化,且这种变化与温度的改变成负相关关系。基于传感器的这种特性,可向其发送固定频段的恒定幅值扫频信号,同时采集和分析传感器反射回来的回波信号,从而得出其谐振频率进而找到对应的温度值。本文研究的目的是对这种新型的PDC材料无线无源温度传感器做配套的系统逻辑控制,主要研究内容如下:首先,通过查找相关资料来研究PDC材料无线无源温度传感器的工作原理,了解其谐振频率变化特性,并根据传感器的工作原理和特性设计相应的测量方案。其次,根据设计的测量方案来编写配套的系统逻辑控制,系统逻辑控制主要由LMX2592信号源控制模块、数据去奇异点算法模块、IIR滤波器模块、AD数据采集模块、串口通信模块等组成。工作流程为通过FPGA控制LMX2592射频信号合成器按照程序编写的扫频算法发出恒定幅值的扫频信号,频率范围为6.30～6.50GHz,信号经过功率放大器、倍频器后频率到达12.6～13.0GHz...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要工作及章节安排
第2章 射频测温系统的介绍及方案设计
    2.1 PDC材料无线无源温度传感器的工作原理
    2.2 射频测温系统设计原则与目标
    2.3 射频测温系统硬件开发平台介绍
    2.4 射频测温系统逻辑控制总体方案设计
    2.5 本章小结
第3章 射频测温系统算法的方案设计
    3.1 信号源扫频算法方案设计
        3.1.1 三段式扫频算法
        3.1.2 快速局部扫频算法
    3.2 数据去奇异点算法方案设计
        3.2.1 中位值平均滤波算法
        3.2.2 双边沿限幅平均滤波算法
    3.3 IIR滤波器算法方案设计
        3.3.1 IIR滤波器的原理与滤波器介绍
        3.3.2 IIR滤波器设计方法
        3.3.3 IIR滤波器算法的Lab VIEW仿真与对比
    3.4 本章小结
第4章 射频测温系统的FPGA逻辑设计与仿真调试
    4.1 逻辑控制设计平台介绍
    4.2 LMX2592扫频信号发生模块设计
        4.2.1 LMX2592芯片介绍
        4.2.2 LMX2592 扫频信号发生模块RTL级设计
        4.2.3 LMX2592扫频信号发生模块仿真调试
    4.3 数据去奇异点算法模块设计
        4.3.1 数据去奇异点算法模块RTL级设计
        4.3.2 数据去奇异点算法模块仿真调试
    4.4 IIR滤波器模块设计
        4.4.1 反切比雪夫滤波器模块RTL级设计
        4.4.2 反切比雪夫滤波器模块仿真调试
    4.5 AD数据采集模块设计
        4.5.1 AD数据采集模块RTL级设计
        4.5.2 AD数据采集模块仿真调试
    4.6 串口通信模块设计
        4.6.1 串口通信模块RTL级设计
        4.6.2 串口通信模块仿真调试
    4.7 本章小结
第5章 系统性能与实测结果分析
    5.1 射频测温系统性能分析
        5.1.1 系统资源利用分析
        5.1.2 系统运行时间分析
    5.2 信号源性能测试分析
    5.3 射频测温系统实测结果分析
        5.3.1 数据去奇异点算法对测温结果影响
        5.3.2 IIR滤波器对实测结果影响
        5.3.3 加温测试与结果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3745228