基于NiosⅡ的γ射線厚度測量儀表的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著工業(yè)自動化的日新月異，作為同位素儀表的一個分支，γ射線測厚儀在工業(yè)在線生產(chǎn)測量中也越來越多地發(fā)揮著重要作用。γ射線測厚儀由γ放射源、探測器、γ射線測量儀表三部分組成，γ射線測量儀表是課題研究的重點。 目前，國內(nèi)的γ射線測厚儀大多數(shù)采用單片機(jī)系統(tǒng)控制，但這種傳統(tǒng)的方法存在一些缺陷：受電子學(xué)電路的限制，一種型號儀器通常只能用于某一種材料的厚度測量中，且定標(biāo)都很復(fù)雜，因此它的應(yīng)用受到了一定限制；由于單片機(jī)時鐘頻率不高，導(dǎo)致儀表數(shù)據(jù)

2、采集和處理速率有限。為了克服這些問題，本設(shè)計采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA和Nios Ⅱ軟核處理器取代傳統(tǒng)測量儀表中的單片機(jī)處理器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理控制。這種結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點：一是由于在Nios Ⅱ軟核處理器系統(tǒng)中可以嵌入C語言，儀表能直接實現(xiàn)厚度測量的算法，這樣避免了復(fù)雜的定標(biāo)，從而實現(xiàn)對多種被測物質(zhì)(鋼板、鋁板等)的厚度測量，其通用性得到了很大的提高；二是FPGA的所有模塊都是由硬件完成，其可靠性高于單片機(jī)系統(tǒng)，從而提高了系統(tǒng)的

3、穩(wěn)定性。 課題研究內(nèi)容包括兩方面：一是γ射線測量儀表系統(tǒng)的硬件設(shè)計，主要完成總體結(jié)構(gòu)的選定(FPGA+SRAM+NiosⅡ軟核處理器結(jié)構(gòu))、FPGA外圍電路的設(shè)計和γ射線測量儀表電路板的制作；二是γ射線測量儀表系統(tǒng)的軟件設(shè)計，在軟件設(shè)計中，通過Qaurtu Ⅱ和Nios Ⅱ開發(fā)軟件創(chuàng)建Nios Ⅱ軟核處理器系統(tǒng)，采用C語言完成用戶程序的開發(fā)。 系統(tǒng)調(diào)試和實驗結(jié)果表明，在對多種被測物質(zhì)的厚度測量中，1mm-12mm(單位毫