基于超声波的液位测量装置设计
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-13页 |
| 1.1 课题研究背景和意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 | 第9-11页 |
| 1.3 本文主要研究工作和内容结构 | 第11-13页 |
| 2 超声波液位测量装置的原理和方法 | 第13-18页 |
| 2.1 超声波液位测量的基本原理 | 第13-15页 |
| 2.1.1 超声波的相关介绍 | 第13-14页 |
| 2.1.2 超声波脉冲回波测量的基本原理 | 第14-15页 |
| 2.2 超声波换能器的工作原理 | 第15页 |
| 2.3 换能器探头的种类和选择 | 第15-16页 |
| 2.4 换能器的测量盲区 | 第16-17页 |
| 2.5 本章小结 | 第17-18页 |
| 3 超声波液位测量装置总体设计 | 第18-29页 |
| 3.1 超声波液位测量装置概述 | 第18页 |
| 3.2 测量装置总体设计方案 | 第18-23页 |
| 3.2.1 测量方案技术指标 | 第18页 |
| 3.2.2 测量方案的选择 | 第18-21页 |
| 3.2.3 测量装置的总体设计 | 第21-23页 |
| 3.3 换能器选型 | 第23-26页 |
| 3.4 机械安装部分结构设计 | 第26-28页 |
| 3.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 4 超声波液位测量装置硬件设计 | 第29-40页 |
| 4.1 硬件电路总体设计 | 第29-30页 |
| 4.1.1 硬件设计步骤 | 第29页 |
| 4.1.2 硬件原理图绘制方案 | 第29-30页 |
| 4.2 电源电路 | 第30-31页 |
| 4.3 控制系统电路 | 第31页 |
| 4.4 超声波发射电路 | 第31-32页 |
| 4.5 超声波接收电路 | 第32-36页 |
| 4.5.1 限幅电路 | 第33页 |
| 4.5.2 前置放大电路 | 第33-34页 |
| 4.5.3 带通滤波电路 | 第34-36页 |
| 4.5.4 末级放大电路 | 第36页 |
| 4.6 串口通信电路 | 第36-37页 |
| 4.7 温度补偿电路 | 第37页 |
| 4.8 显示模块设计 | 第37-38页 |
| 4.9 硬件电路制版设计 | 第38-39页 |
| 4.9.1 元件库创建 | 第38页 |
| 4.9.2 原理图绘制 | 第38页 |
| 4.9.3 PCB板绘制 | 第38-39页 |
| 4.10 本章小结 | 第39-40页 |
| 5 超声波液位测量装置软件设计与调试 | 第40-50页 |
| 5.1 软件系统总体设计 | 第40-44页 |
| 5.1.1 软件开发平台搭建 | 第42页 |
| 5.1.2 开发平台的下载与调试 | 第42-44页 |
| 5.2 各模块软件调试 | 第44-48页 |
| 5.2.1 电源电路调试 | 第44-45页 |
| 5.2.2 发射脉冲调试 | 第45页 |
| 5.2.3 发射驱动电压调试 | 第45-46页 |
| 5.2.4 发射/接收信号调试 | 第46页 |
| 5.2.5 A/D采样信号调试 | 第46-47页 |
| 5.2.6 温度传感器调试 | 第47页 |
| 5.2.7 串口通讯模块调试 | 第47-48页 |
| 5.3 上位机软件设计 | 第48-49页 |
| 5.4 本章小结 | 第49-50页 |
| 6 实验结果与误差分析 | 第50-58页 |
| 6.1 实验测量结果 | 第50-53页 |
| 6.2 误差分析及解决办法 | 第53-57页 |
| 6.2.1 容器壁厚测量误差 | 第54页 |
| 6.2.2 被测液体带来的误差 | 第54-55页 |
| 6.2.3 对于随机误差的解决办法 | 第55-57页 |
| 6.3 本章小结 | 第57-58页 |
| 7 结论与展望 | 第58-61页 |
| 7.1 结论 | 第58-59页 |
| 7.2 展望 | 第59-61页 |
| 参考文献 | 第61-64页 |
| 攻读硕士期间发表的论文 | 第64-65页 |
| 致谢 | 第65-67页 |
