本文主要研究内容
作者黄吉葵（2019）在《高精度超声波风速风向仪测量系统设计与实现》一文中研究指出：风速的测量是空气动力学及相关学科研究的基础之一。当前使用的风速仪种类繁多,工作原理和性能也都不相同。风速与温度的相关性比较强,温度是特别难以精确测量的量,超声波时差法可以消除空气中温度的影响。本文以设计和实现一种利用超声波时差法测量风速风向的测量系统为目标,对硬件电路设计、超声波回波数据采集、时差提取方法等内容进行研究。超声波风速风向仪硬件电路主要包括三个部分:主控模块、发射驱动模块、回波调理模块。主控模块采用DSP+FPGA架构,DSP负责时差提取、测量控制、与上位机通信等,FPGA配合DSP控制方波激励、通道选择、采集控制和数据存储等,并用12位高精度ADC做数字采集。发射驱动模块将方波信号通过通道切换芯片选通后,升压至300Vpp,激励换能器发射超声波信号。回波调理模块应用电荷放大器将换能器电荷信号转变为微弱电压信号,程控放大器将其放大用于数字采集。设计合理适用的仪器结构,可以根据实际需要调节传感器距离。根据结构建立风速风向解算的数学模型。设计时差提取算法,根据回波信号性质提出一种基于可变阈值过零点检测的回波到时算法。详细设计测量系统主程序和与上位机的通信协议。本文还分析了超声波风速风向仪的误差来源,依据误差的不同分类设计不同的误差校正算法。结合结构加工和安装误差,推导矩阵拟合校正算法。本文研制了基于时差法的超声波风速风向仪样机,搭建测量实验平台。利用仪器对风速风向测量进行了实验研究,分别在实验室和风洞进行了测量,和TSI热线仪进行对比试验。实验结果表明:超声波样机在低风速情况下,测量准确度较高,风速测量精度为0.1m/s,分辨率为0.01m/s,风向测量精度为1°;与TSI热线仪对比发现测量结果平均值相同,但是标准差比较大。
Abstract
feng su de ce liang shi kong qi dong li xue ji xiang guan xue ke yan jiu de ji chu zhi yi 。dang qian shi yong de feng su yi chong lei fan duo ,gong zuo yuan li he xing neng ye dou bu xiang tong 。feng su yu wen du de xiang guan xing bi jiao jiang ,wen du shi te bie nan yi jing que ce liang de liang ,chao sheng bo shi cha fa ke yi xiao chu kong qi zhong wen du de ying xiang 。ben wen yi she ji he shi xian yi chong li yong chao sheng bo shi cha fa ce liang feng su feng xiang de ce liang ji tong wei mu biao ,dui ying jian dian lu she ji 、chao sheng bo hui bo shu ju cai ji 、shi cha di qu fang fa deng nei rong jin hang yan jiu 。chao sheng bo feng su feng xiang yi ying jian dian lu zhu yao bao gua san ge bu fen :zhu kong mo kuai 、fa she qu dong mo kuai 、hui bo diao li mo kuai 。zhu kong mo kuai cai yong DSP+FPGAjia gou ,DSPfu ze shi cha di qu 、ce liang kong zhi 、yu shang wei ji tong xin deng ,FPGApei ge DSPkong zhi fang bo ji li 、tong dao shua ze 、cai ji kong zhi he shu ju cun chu deng ,bing yong 12wei gao jing du ADCzuo shu zi cai ji 。fa she qu dong mo kuai jiang fang bo xin hao tong guo tong dao qie huan xin pian shua tong hou ,sheng ya zhi 300Vpp,ji li huan neng qi fa she chao sheng bo xin hao 。hui bo diao li mo kuai ying yong dian he fang da qi jiang huan neng qi dian he xin hao zhuai bian wei wei ruo dian ya xin hao ,cheng kong fang da qi jiang ji fang da yong yu shu zi cai ji 。she ji ge li kuo yong de yi qi jie gou ,ke yi gen ju shi ji xu yao diao jie chuan gan qi ju li 。gen ju jie gou jian li feng su feng xiang jie suan de shu xue mo xing 。she ji shi cha di qu suan fa ,gen ju hui bo xin hao xing zhi di chu yi chong ji yu ke bian yu zhi guo ling dian jian ce de hui bo dao shi suan fa 。xiang xi she ji ce liang ji tong zhu cheng xu he yu shang wei ji de tong xin xie yi 。ben wen hai fen xi le chao sheng bo feng su feng xiang yi de wu cha lai yuan ,yi ju wu cha de bu tong fen lei she ji bu tong de wu cha jiao zheng suan fa 。jie ge jie gou jia gong he an zhuang wu cha ,tui dao ju zhen ni ge jiao zheng suan fa 。ben wen yan zhi le ji yu shi cha fa de chao sheng bo feng su feng xiang yi yang ji ,da jian ce liang shi yan ping tai 。li yong yi qi dui feng su feng xiang ce liang jin hang le shi yan yan jiu ,fen bie zai shi yan shi he feng dong jin hang le ce liang ,he TSIre xian yi jin hang dui bi shi yan 。shi yan jie guo biao ming :chao sheng bo yang ji zai di feng su qing kuang xia ,ce liang zhun que du jiao gao ,feng su ce liang jing du wei 0.1m/s,fen bian lv wei 0.01m/s,feng xiang ce liang jing du wei 1°;yu TSIre xian yi dui bi fa xian ce liang jie guo ping jun zhi xiang tong ,dan shi biao zhun cha bi jiao da 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自电子科技大学的黄吉葵，发表于刊物电子科技大学2019-07-17论文，是一篇关于超声波风速风向仪论文,时差法论文,数字采集论文,时差提取算法论文,误差校正论文,电子科技大学2019-07-17论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自电子科技大学2019-07-17论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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