基于FPGA的高精度超声波温度计设计

基于FPGA的高精度超声波温度计设计
基于 FPGA 的高精度超声波温度计设计

作者：蔡伟 刘淑香 向凤云
指导老师：张兴红 张天恒
（重庆理工大学，机械检测技术与装备教育部工程研究中心，重庆 400054）

摘要：以超声波在介质中的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理，以

FPGA 为控制核心，设计了高精度超声波温度计。在 FPGA 上同时实现了高速

信号电路控制模块、高频信号发生器模块、信号自动采集控制模块以及 NIOS II

软核处理器模块，解决了设计的关键性技术问题，并降低了成本，减小了体积。

通过处理器进行了特殊的软件细分插补算法来对采集的数据进行分析处理，并通

过理论分析和实验验证了该方法能够达到纳秒级超声波传播时间的测量，从而使

设计能够实现分辨率优于 0.001 摄氏度的温度测量。


关键词：超声波温度计；FPGA；SOPC；细分算法


Design of Novel Precision Ultrasonic Thermometer Based on FPGA

Authors：Cai Wei，Liu ShuXiang，Xiang FengYun


Tutors：Zhang XingHong, Zhang TianHen


（Engineering research center of Mechanical Testing Technology and Equipment, Ministry of Education,



Chongqing University of Techno