隨著社會(huì)工業(yè)的發(fā)展,不斷革新的自動(dòng)化設(shè)備對(duì)其構(gòu)成材料的性能如剛度、硬度等要求越來(lái)越高。為了能快速、精確的獲得材料的性能參數(shù),材料性能測(cè)試技術(shù)也處于不斷拓展和改革的階段。棒材作為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的常用基礎(chǔ)材料,彈性模量是判斷其力學(xué)性能的重要指標(biāo)。因此采用先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)與電子技術(shù)相配合在設(shè)備或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期對(duì)棒材進(jìn)行模量測(cè)試而后選優(yōu),對(duì)于保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、人員操作安全具有重大意義。并且材料彈性模量測(cè)試也是新材料研發(fā)的基礎(chǔ)。針對(duì)棒狀小試件不損壞材料材質(zhì)和性能,快速、精確測(cè)量彈性模量的測(cè)試要求,提出了基于超聲縱波掠入射方式檢測(cè)縱波聲速和橫波聲速?gòu)亩囱莩鰪椥阅Ａ康臏y(cè)量方式,設(shè)計(jì)了一套以FPGA和DSP為控制核心的數(shù)字式超聲波測(cè)試系統(tǒng)方案。其中FPGA主要負(fù)責(zé)超聲波發(fā)射電路控制、自動(dòng)增益控制、高速A/D采樣控制以及采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理等功能的實(shí)現(xiàn),DSP主要負(fù)責(zé)后續(xù)數(shù)據(jù)處理以及自動(dòng)提取超聲波特征參數(shù)的算法實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用USB向上位機(jī)PC傳輸處理后的波形數(shù)據(jù),并使用C#語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一套上位機(jī)軟件。測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)完成之后,采用仿真分析和模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分模塊功能測(cè)試,驗(yàn)證了各個(gè)關(guān)鍵模塊的功能和技術(shù)指標(biāo)。最后選擇... 

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 彈性模量測(cè)試方法與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈性模量測(cè)試方法概述
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 超聲波發(fā)射和接收技術(shù)概述
    1.4 超聲測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
    1.5 論文主要內(nèi)容與章節(jié)架構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
2 超聲波彈性模量測(cè)試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 彈性模量測(cè)試方法的超聲波理論分析
        2.1.1 測(cè)試方案可行性分析
        2.1.2 被測(cè)試件尺寸與換能器規(guī)格分析
    2.2 彈性模量測(cè)試系統(tǒng)功能與性能指標(biāo)
    2.3 彈性模量測(cè)試系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 測(cè)試系統(tǒng)不確定度分析
        2.3.2 測(cè)試系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 超聲波彈性模量測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)
        3.1.1 高壓發(fā)射電路分析及設(shè)計(jì)
        3.1.2 阻抗匹配電路分析及設(shè)計(jì)
    3.2 超聲回波調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 前置放大電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 程控放大電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 窄帶接口與A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.3 DSP+FPGA控制電路硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 DSP與FPGA芯片選型
        3.3.2 FPGA外圍電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 DSP外圍電路設(shè)計(jì)
        3.3.4 FPGA與DSP通信電路設(shè)計(jì)
    3.4 PCB設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
4 超聲波彈性模量測(cè)試系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)與仿真分析
    4.1 時(shí)鐘與復(fù)位邏輯設(shè)計(jì)
    4.2 發(fā)射電路控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.3 A/D采樣控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.4 自動(dòng)增益控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.5 FIR濾波邏輯設(shè)計(jì)
    4.6 雙向FIFO緩存邏輯設(shè)計(jì)
    4.7 聲速顯示邏輯設(shè)計(jì)
    4.8 USB通信邏輯設(shè)計(jì)
    4.9 本章小結(jié)
5 超聲波彈性模量測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與算法分析
    5.1 USB軟件設(shè)計(jì)
    5.2 DSP軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 DSP數(shù)據(jù)處理主程序設(shè)計(jì)
        5.2.2 數(shù)據(jù)傳輸子程序設(shè)計(jì)
    5.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
        5.3.1 USB數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)
        5.3.2 波形數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示設(shè)計(jì)
        5.3.3 彈性模量計(jì)算
    5.4 超聲波數(shù)據(jù)處理算法
        5.4.1 超聲波幅值調(diào)制算法
        5.4.2 超聲波特征點(diǎn)提取算法
    5.5 本章小結(jié)
6 超聲波彈性模量測(cè)試系統(tǒng)驗(yàn)證與不確定度評(píng)定
    6.1 系統(tǒng)功能模塊驗(yàn)證
        6.1.1 超聲波發(fā)射電路驗(yàn)證
        6.1.2 USB與上位機(jī)通信驗(yàn)證
        6.1.3 A/D轉(zhuǎn)換驗(yàn)證
    6.2 系統(tǒng)整體功能驗(yàn)證
    6.3 系統(tǒng)彈性模量測(cè)量不確定度評(píng)定
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]飛機(jī)座椅用鎂合金材料性能的研究[J]. 李偉.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(01)
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[6]高層鋼結(jié)構(gòu)箱形柱(梁)內(nèi)隔板電渣焊焊縫超聲波檢測(cè)方法研究[J]. 項(xiàng)廣慧,何雋.  建筑技術(shù)開(kāi)發(fā). 2014(09)
[7]超聲相控陣法測(cè)量材料的彈性模量[J]. 夏俊偉,孫霓,陳以方.  無(wú)損檢測(cè). 2014(06)
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[9]基于CY7C68013A的FPGA配置和通信接口設(shè)計(jì)[J]. 劉志華,郭付才,彭新偉,陳吉東.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2013(02)
[10]超聲波法測(cè)量金屬材料的楊氏模量和剪切模量[J]. 魏勤,衛(wèi)婷,董師潤(rùn),張海林.  江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)

博士論文
[1]超聲數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)可重構(gòu)架構(gòu)的研究[D]. 劉守山.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于FPGA的超聲檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 鄧志陽(yáng).北京化工大學(xué) 2010
[2]金屬薄片及低碳鋼球化組織彈性模量的超聲無(wú)損表征與評(píng)價(jià)[D]. 付千發(fā).大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3648980