精密超声波温度测量仪的研究

《精密超声波温度测量仪的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50090804208Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearchonPrecisionUltrasonicThermometerPostgraduate:CaiWeiSupervisor：Prof.ZhangXing-hongSpecialty:Testing&MeasurementTechnologyandInstrumentationResearch

2、Direction:Computer-assistedTestTechnology&InstrumentationTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:April10,2012OralDefenseDate:May29,2012万方数据重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做

3、出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密□。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据中文摘要摘要当

4、前主要的温度传感器，如热电偶等技术已经成熟，但只能用在传统的场合，在许多高科技领域的应用中仍然受到限制。目前各国都在有针对性地竞争开发各种新型温度传感器及特殊实用的温度测量技术，而超声波温度传感器就是其中的一个重要发展方向。超声波温度测量仪的物理基础是基于气、液、固三态媒质中温度与声速的关系。在许多固体与液体中声速一般随温度的变换而变化，在高温时固体中的声速变化率最大，而在低温时气体中的声速变化率最大。本文利用该特点，设计了超声波温度传感器，当把温度传感器放入需要测量的环境中或温度传感器管体内部温度与环境温度达到热平衡时，便可以利用超声波传播速

5、度与温度的关系进行温度测量。该温度传感器包含了超声波换能器、管体，以及在管体中被密封的传播介质3部分组成。测量中根据超声波波速与在管体里的介质中的温度之间的关系，可以对温度进行测量。测量仪的信号处理部分是以FPGA为核心，在FPGA上采用精确控制算法和优化的采集算法，能准确地采集到有效的超声波信号，为超声波传播时间的精密测量建立了硬件测量基础；并通过在FPGA片上构建NIOS_II软核处理器来实现了精密超声波测温的相关软件算法和纳秒级传播时间测量的细分插值算法，在同一片芯片上完成了超声波温度测量仪的大部分功能与算法。关键字：超声波测温，精密测量

6、，FPGA，NIOS，纳秒级测量I万方数据英文摘要AbstractThetraditionaltemperaturesensor,suchasthermoelementwhosetechnologyhasbeenmatured,canonlybeappliedintraditionaloccasionsratherthaninmanyhigh-techfield.Atpresentmanycountriesisdevelopingnewtypesoftemperaturesensorspertinentlyandthespecialandapp

7、licabletemperaturemeasuringtechnique.Aboveall,theultrasonictemperaturesensorisaimportanttemperaturemeasuringtechniqueofthem.Theprincipleoftheultrasonictemperaturesensorisbasedontherelationshipbetweentemperatureandwavevelocityinthemedium,suchasgas,liquidandsolid.Thespeedofult

8、rasonicvarieswiththetemperatureinmanymediums,suchaschanginggreatlyinhightem