[实用新型]一种基于FPGA的超声波温度计

摘要

本实用新型涉及一种基于FPGA的超声波温度计，主要由超声波换能器驱动电路、超声波温度传感器、超声波回波信号处理电路组成。超声波换能器驱动电路主要包括数模转换器D/A和功率放大电路。超声波温度传感器包括两个超声波换能器和充满气体的密闭高导热金属管体两部分。超声波回波信号处理电路主要由滤波电路、放大电路和、模数转换器（A/D）、现场可编程门列阵（FPGA）组成。在FPGA中构造信号发生器、随机存储区、处理器等电路。由于所述流量计在FPGA中构建了处理器等电路，降低了温度计的成本；同时采用高精度超声波传输时间测量方法，可实现精密温度测量。

主权项

一种基于FPGA的超声波温度计，其特征在于：其包括超声波温度传感器、现场可编程门阵列FPGA、信号放大电路、滤波电路、A/D转换电路、D/A转换电路、功率放大电路；所述超声波温度传感器是由超声波换能器E1、超声波换能器E2和一管体构成，所述超声波换能器E1与超声波换能器E2相对安装在管体内的两端，管体中充满作为超声波介质的气体；所述现场可编程门阵列FPGA内包含有信号发生器、随机存储区、处理器，处理器控制信号发生器输出正弦波驱动信号，连接到D/A转换电路，由D/A转换电路对所述正弦波驱动信号进行转换，D/A转换电路再连接功率放大电路，对信号进行放大，功率放大电路与超声波换能器E1连接，将信号输入至所述超声波换能器E1，该超声波换能器E1将所述该输入信号转换成机械振动产生超声波信号；所述超声波换能器E2接收所述超声波换能器E1发出的超声波信号，把机械振动转换为电信号，输出超声波回波信号，并通过与其依次连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路，使所述超声波回波信号依次经放大、滤波和A/D转换后输入至现场可编程门阵列FPGA；所述现场可编程门阵列FPGA同时采样输出的正弦波驱动信号和输入的超声波回波信号，并将采样数据存放在随机存储区中；所述处理器从随机存储区中读取采样数据。