降水粒子测量是气象观测要素中重要的组成部分,本文提出了一种基于压电传感器件的新型感测方法,并依此设计了一套基于FPGA的降水粒子信号采集处理系统。本系统对信号进行多路同步采集,并利用拟合所得的各路系统响应函数与各粒子响应函数,实现对粒子的测量。系统实现信号全量程采集的同时有效降低了非线性误差。实验结果表明,本系统对于粒子直径观测误差小于±0.1mm,具有量程宽、精度高、响应快、粒子判别准确等特点。文章首先介绍了课题研究的背景与意义、压电效应的原理、压电传感器的感测特性分析和降水粒子特征分析。其次概述了系统的硬件结构。系统控制处理核芯是采用FPGA加MCU的架构,其中FPGA是系统的控制与数据采集处理核心器件,它承担了驱动ADC采集数据、平滑预处理、特征提取判断测量、SD卡存储及MCU通讯等任务。MCU作为辅助控制器件,承担上层对外通信、数据打包上传、系统跟踪及环境温度检测等任务。另外,系统硬件构成上还包括压电传感器信号前置匹配电路等。接着说明了系统的软件设计部分,分别介绍了FPGA任务的逻辑结构及MCU辅助功能的程序流程。然后阐述了系统的测试环境,分析了测试中得到的数据。文章的最后概括了本系统的研究内容,并指出系统的优势及存在的不足。