基于FPGA的时差法超声波气体流量计的研究与实验验证
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| ·课题的研究背景及意义 | 第10-11页 |
| ·超声波流量计的发展和现状 | 第11-12页 |
| ·超声波流量计的分类 | 第12-16页 |
| ·传播时差法 | 第12-13页 |
| ·多普勒法 | 第13页 |
| ·相关法 | 第13-14页 |
| ·噪声法 | 第14页 |
| ·波束偏移法 | 第14-15页 |
| ·卡门涡旋法 | 第15-16页 |
| ·论文的主要研究内容 | 第16-17页 |
| 第二章 时差法超声波流量计的理论研究 | 第17-28页 |
| ·时差法测量原理 | 第17-18页 |
| ·流量计算方程的优化 | 第18-23页 |
| ·利用有限元方法和ANSYS 软件开展有限元分析 | 第18-23页 |
| ·流速分布修正系数 | 第23页 |
| ·超声波换能器 | 第23-28页 |
| ·超声波换能器的结构和工作原理 | 第23-25页 |
| ·超声波换能器的选择 | 第25-26页 |
| ·换能器的安装 | 第26-28页 |
| 第三章 系统硬件电路的设计和实现 | 第28-46页 |
| ·系统硬件电路的总体设计 | 第28-30页 |
| ·超声波流量计的总体结构 | 第28-29页 |
| ·系统工作原理及流程 | 第29-30页 |
| ·系统硬件电路的模块设计 | 第30-43页 |
| ·微控制器模块 | 第30-31页 |
| ·超声波发射模块 | 第31-33页 |
| ·超声波接收及后续处理模块 | 第33-39页 |
| ·发射/接收切换电路 | 第39页 |
| ·实时时钟、看门狗及数据存储模块 | 第39-41页 |
| ·液晶显示模块 | 第41-42页 |
| ·键盘模块 | 第42页 |
| ·电源模块 | 第42-43页 |
| ·印刷电路板的设计 | 第43-46页 |
| 第四章 基于FPGA 的数字系统设计 | 第46-58页 |
| ·FPGA 和CPLD 技术 | 第46-50页 |
| ·FPGA 与CPLD 的差异及芯片选择 | 第46-48页 |
| ·FLEX10K 的内部结构及特点 | 第48-49页 |
| ·FLEX10K 系列器件的配置与下载 | 第49-50页 |
| ·基于EDA 软件的FPGA 开发设计 | 第50-52页 |
| ·FPGA 的设计开发流程 | 第50页 |
| ·集成开发环境QuartusⅡ | 第50-51页 |
| ·Verilog HDL 语言 | 第51-52页 |
| ·FPGA 内部模块设计 | 第52-56页 |
| ·高速计数器模块 | 第52-55页 |
| ·时钟信号模块 | 第55-56页 |
| ·逻辑控制模块 | 第56页 |
| ·FPGA 的接口电路设计 | 第56-58页 |
| 第五章 系统软件设计 | 第58-67页 |
| ·系统软件整体结构及功能 | 第58-59页 |
| ·主要功能模块的设计 | 第59-67页 |
| ·系统主程序模块 | 第59-60页 |
| ·中断服务程序模块 | 第60-62页 |
| ·计算模块 | 第62-63页 |
| ·数据存储模块 | 第63-64页 |
| ·显示模块 | 第64-67页 |
| 第六章 实验研究及误差分析 | 第67-81页 |
| ·零流量下的相关实验 | 第67-69页 |
| ·换能器收发信号波形实验 | 第67-68页 |
| ·过零检测 | 第68页 |
| ·零流速检测 | 第68-69页 |
| ·实时流量实验 | 第69-73页 |
| ·实验方法 | 第69-70页 |
| ·超声波气体流量计实验结果及分析 | 第70-73页 |
| ·误差分析 | 第73-78页 |
| ·管道直径D 的影响 | 第74页 |
| ·固有延迟τ的影响 | 第74页 |
| ·测量时差Δ_t 的影响 | 第74-75页 |
| ·参数t_0 的影响 | 第75页 |
| ·流量修正系数K 的影响 | 第75-78页 |
| ·关于系统设计的讨论 | 第78-81页 |
| ·关于提高超声波流量计测量精度的建议 | 第78-79页 |
| ·关于设计家庭适用超声波流量计系统的建议 | 第79-81页 |
| 第七章 总结 | 第81-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-86页 |
| 附录 | 第86-92页 |
| 在学期间的研究成果 | 第92-93页 |
