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《合肥工业大学》 2016年
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超声波大尺寸测量的双相位数字检测方法

徐慧君  
【摘要】:随着我国经济社会的飞速发展,科技自动化水平不断提高,各类工业控制、智能避障、智能机器人、工业自动化等领域对高精度测距提出了严格的要求。本文采用的是利用超声波进行测距的方法。超声波测距适用范围广泛,对外界光线和电磁场不敏感,适合较恶劣的环境,超声波传感器结构简单,易于实现小型化和集成化。本文旨在在传统的超声波测距的基础上提高其测量精度和测量范围,研究了一种基于A/D采样法的超声波相位差检测方法。这种方法是利用相邻采样数据之差,从而消除了超声波信号中的直流成分对相位差检测的影响,再通过不同相邻采样数据之差的比值建立起相位差检测的数学模型,并由此获取到很高的相位差检测精度。其采样电路简单,不需要高倍数超声波信号采样率,仅需在一个超声波信号周期里采样十几个数据,就可以获得亚微米级的位移测量分辨率。通过实验和仿真结果均验证了上述基于A/D采样法的超声波相位差检测方法的有效性,基于该方法研制了超声波位移测量平台,若选用的超声波频率为40kHz,则位移测量分辨率小于1μm。在大尺寸测量方面,采用了一种双相位的位移测量方法。利用信号调制的方式,以超声波信号作为载波信号,加入低频信号对其进行调制,利用相位检测算法对调制解调后的低频调制波的相位差进行测量,得到大尺寸测量中位移的粗测值,然后利用超声波相位差进行精确测量,通过精测值对调制信号的粗测值进行修正,来提高大尺寸测距中位移测量精度。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH822;TB559

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李建民;赵鹏;侯文;郑宾;郑浩鑫;;基于相关理论的相位差算法的误差研究[J];中北大学学报(自然科学版);2009年06期
2 齐炜胤;尤政;张高飞;孙剑;张弛;;激光测距技术在空间的应用[J];中国航天;2008年05期
3 张海涛;涂亚庆;牛鹏辉;;相位差测量的FFT法和DTFT法误差分析[J];电子测量与仪器学报;2007年03期
4 杨俊;武奇生;孙宏琦;;基于相关法的相位差检测方法在科氏质量流量计中的应用研究[J];传感技术学报;2007年01期
5 吴静;赵伟;;适用于非同步采样的相位差准确测量方法[J];电网技术;2006年07期
6 滕艳菲;陈尚松;;超声波测距精度的研究[J];国外电子测量技术;2006年02期
7 曾祥进,王敏,黄心汉;自动增益电路在超声波测距系统中的应用研究[J];测控技术;2005年07期
8 郑德智,樊尚春,邢维巍;科氏质量流量计相位差检测新方法[J];仪器仪表学报;2005年05期
9 张和生 ,宋明耀;提高超声测距精度的设计[J];电子产品世界;2004年13期
10 徐从裕;随机采样法求解周期信号精确值的原理和方法[J];电子测量与仪器学报;2003年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林伟;赵静蕾;;一种基于希尔伯特变换的科氏流量计信号处理算法[J];电子器件;2016年04期
2 刘义杰;王薪岩;钱跃;;基于单片机的超声波测距装置设计[J];电子测试;2016年13期
3 徐琳;唐永红;蒲维;;一种基于滑动平均滤波器的同步锁相算法研究[J];四川电力技术;2016年03期
4 邹培源;黄纯;江辉;周迭辉;;基于全相位谱细化与校正的谐波和间谐波测量方法[J];电网技术;2016年08期
5 黄磊;罗高涌;蔡李志;;相位差方法校正多通道AD采集高精度时间误差[J];电子世界;2016年07期
6 章永年;辛玉红;康敏;史立新;肖茂华;;全数字式机械传动效率实验台设计[J];实验技术与管理;2016年02期
7 杜云;魏雅;;基于单片机的智能小车设计制作与应用[J];自动化与仪器仪表;2016年01期
8 邱飞;丁业平;饶家龙;;矿用相位式激光测距传感器的应用研究[J];自动化与仪器仪表;2016年01期
9 纪华伟;李旭龙;胡小平;;改进的正交相关超声换能器阻抗角测量新方法[J];计量学报;2016年01期
10 黄宛宁;何泽青;苗景刚;;基于激光测距的飞艇净重在线计算方法研究[J];宇航计测技术;2015年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张海涛,任开春,涂亚庆;科氏质量流量计相位差的一种高精度估计方法[J];传感器技术;2005年03期
2 胡海兵,祁才君,吕征宇;一种基于非同步采样的FFT算法(英文)[J];中国电机工程学报;2004年12期
3 陈楷,胡志坚,王卉,张承学;介损角的非同步采样算法及其应用[J];电网技术;2004年18期
4 左自强,徐阳,曹晓珑,刘斌;计算电容型设备介质损耗因数的相关函数法的改进[J];电网技术;2004年18期
5 刘琼章,张征平,陈艳峰;电力信号相位差测量方法之探讨[J];电测与仪表;2004年06期
6 宋长宝,竺小松;一种基于DFT的相位差测量方法及误差分析[J];电子对抗技术;2003年05期
7 王楠,陈志业,律方成;电容型设备绝缘在线监测与诊断技术综述[J];电网技术;2003年08期
8 庞浩,李东霞,俎云霄,王赞基;应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法[J];中国电机工程学报;2003年06期
9 乔晓艳,贾莲凤;基于虚拟仪器的相位差软件测量算法研究[J];计算机测量与控制;2003年06期
10 秦旭;用LM92温度传感器补偿的高精度超声波测距仪[J];电子产品世界;2003年11期
【相似文献】
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1 顾峰;空气中超声波测距系统技术参数的设计和预报[J];声学技术;1989年04期
2 谭晓军;邵达成;;超声波测距技术在自动行走机器人中的应用[J];中山大学研究生学刊(自然科学版);2001年04期
3 吴慎山;聂惠娟;吴东芳;付会凯;;智能超声波测距系统的设计[J];河南师范大学学报(自然科学版);2007年02期
4 白顺先;;超声波测距系统的设计与实现[J];科技信息(学术研究);2007年27期
5 杜川;马玉磊;;基于超声波测距的破碎机鄂腔宽度的思考[J];科技信息;2010年03期
6 陈雁;;低功耗超声波测距系统的设计[J];安徽科技;2010年05期
7 李长阳;;超声波测距系统的电路设计[J];黑龙江科技信息;2010年33期
8 刘家亮;邵克勇;来斌;王伟;;基于调频信号的超声波测距在机器人的应用[J];今日科苑;2011年06期
9 李戈;孟祥杰;王晓华;王重秋;;国内超声波测距研究应用现状[J];测绘科学;2011年04期
10 戴华平;胡红亮;王旭;王玉涛;钱嘉伟;;基于耦合同步混沌系统的超声波测距方法[J];计算机工程;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 李丹;王景中;;应用于机器人的超声波测距系统[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2007年
2 德爱玲;朱勇;宝大力;;基于单片机的超声波测距系统[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
3 杨东勇;蒋静坪;;基于超声波测距的机器人局部导航[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
4 王萍;万柏坤;;超声波精密定位的一种方法[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(上册)[C];2007年
5 刘志勇;;超声波技术在药剂自动添加设备中的应用[A];2013年全国选煤技术交流会论文集[C];2013年
6 黄林;杨成忠;张君;李佳骏;;地磅系统车检器的设计与实现[A];浙江省信号处理学会2012学术年会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 成都 贺炜;一款超声波测距电路的设计与制作[N];电子报;2013年
2 河南 宋战校 摘;超声波测距报警控制芯片4Y2[N];电子报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 潘仲明;大量程超声波测距系统研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汤传国;基于超声波测距的倒车雷达系统研究[D];长安大学;2015年
2 孔维正;本质安全超声波测距系统设计[D];太原理工大学;2016年
3 张旭;超声波与图像融合的矿用车辆倒车预警系统[D];太原理工大学;2016年
4 韩青;一种基于FPGA的超声波测距系统[D];云南大学;2016年
5 江瀚翔;基于超声波测距的TBM盘形滚刀磨损在线监测系统的研究[D];华北电力大学(北京);2016年
6 徐慧君;超声波大尺寸测量的双相位数字检测方法[D];合肥工业大学;2016年
7 马壮;摊铺机超声波测距系统的研究[D];太原科技大学;2009年
8 邹轶;近距离高精度超声波测距系统的设计[D];大连理工大学;2009年
9 杨斌虎;伪随机序列相关的超声波测距系统研究[D];太原理工大学;2004年
10 张振生;基于温度补偿的超声波测距系统的研究[D];天津大学;2012年
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