超精密超声波测距装置设计  被引量:3

Design of Ultra-precision Ultrasonic Ranging Device

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作  者:王鹏[1,2] 张涛 龚克[1] 张昆 WANG Peng;ZHANG Tao;GONG Ke;ZHANG Kun(College of Physics and Electronic Engineering,Xinyang Normal University,Xinyang 464000,China;China Airborne Missile Academy,Luoyang 471009,China)

机构地区:[1]信阳师范学院物理电子工程学院,河南信阳464000 [2]中国空空导弹研究院,河南洛阳471009

出  处:《信阳师范学院学报(自然科学版)》2022年第3期469-474,共6页Journal of Xinyang Normal University(Natural Science Edition)

基  金:国家自然科学基金项目(61974127);河南省高等学校重点科研项目(21A510010,21zx012)。

摘  要:采用特殊的3段式发射脉冲串以在回波信号中形成明显凹坑,设计了一种超精密超声波测距装置,并提出了一种适合嵌入式系统实时处理的包络提取简化算法,通过寻找回波包络的凹坑位置实现超声波飞行时间的准确测量,利用ARM+FPGA架构的SoC作为处理核心完成了样机研发。测试结果表明:在500 mm量程下典型测量误差小于0.1 mm,且在-30~65℃范围内测量精度保持稳定。Aspecial three-section pulse train is chosen as transmission waveform,then an ultr-aprecision ultrasonic ranging device is designed.A simplified envelope extracting algorithm for real-time processing of embedded system is devised,and the ultrasonic time of flight was accurately measured by finding the position of the pit of the echo envelope.The prototype is developed by using SoC based on ARM+FPGA architecture as the processing core.The test results show that typical measurement error is less than 0.1 mm in the range of 500 mm,and the measurement accuracy remains stable in the range of-30~65℃.

关 键 词:超声波换能器 精密测距 包络提取 片上集成系统 

分 类 号:TP212.6[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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