圆光栅副多头取样信号分析

本文研究了在圆光栅系统中光栅黑白比改变,听引起的莫尔信号变化;指出一般的圆光栅副(小间隙、中径处黑白比为1)取样时,在刻划中径附近的区域其信号可用三角波表示,多头读数时的合成信号可以解析得到,合成信号的分析变得便利而直观。莫尔信号多头迭加由计算机编程模拟,频幅分析采用FFT 算法,大大缩短了分析众多参数所需的时间。     

一种可弥补信号缺陷的细分方法

由于受到光栅制造、传感器设计和调试等技术的限制,光栅传感器不可避免地存在某些缺陷,如信号幅值不稳定、信号中心电平漂移等。这些缺陷直接影响到整个光栅测量系统的精度,成为光栅测量系统最普遍存在的误差源。本文详细给出了一种新的细分方法,使用此方法可有效地消除信号幅值不稳定和信号中心电平漂移对系统精度的影响     

计量圆光栅动态精度的检测技术

本文探讨了计量圆光栅的精度检测问题，提出了一种新的动态检测方法。它不同于目前普遍采用的标准多面棱体静态检测法，后者只能得到圆光栅静止于圆周内若干等分位置的静态误差，而前者采用频谱分析方法、借助计算机处理，实现对圆光栅动态地、连续测量，最终得到其误差函数Ｒ（θ）。本方法采用软件修正技术剔除安装偏心等系统误差，硬件系统使用了高精度的脉冲计数电路，使得检测系统的精度大为提高，并且排除了测量过程中，环境或人为因素对检测精度的影响。本文对这种光栅动态检测技术的原理及应用进行了研究，并给出此方法的精度估计     

基于差分吸收的H_2S气体浓度检测系统

石油和天然气开采过程中,H_2S气体浓度很低,很难精确检测,直接吸收检测H_2S的方法虽然容易实现,但是由于光源不稳定,检测精度偏低。文中采用差分检测系统检测H_2S气体浓度,并介绍该系统的基本原理,建立了H_2S气体检测的数学模型。整个系统采用LED作为光源,为提高检测精度,先将光源输出的光波进行滤波。然后采用差分吸收检测方法,用光纤布拉格光栅进行滤波和调制,得到2种不同波长的光源,通过锁相放大技术得到2个幅值信号。将2个幅值信号相除得到H_2S气体浓度检测的仿真结果。结果表明,光纤光栅滤波与差分吸收检测系统相结合的方式,减小了由温度不稳定、光源波动、光路强弱等引起一系列误差,提高了检测气体的精确度。     

基准圆光栅偏心检测及测角误差补偿

为了修正关节测试平台中由圆光栅安装偏心所产生的测量误差,建立了圆光栅偏心测角误差补偿模型并对安装偏心检测方法进行研究。首先,根据圆光栅测角与偏心参数间的几何关系,推导出圆光栅测量误差补偿模型。然后,描述了采用双读数头对比接收正弦信号间相位差,检测偏心参数的方法和原理;通过合成信号的李萨茹图形,检测出关节测试平台内圆光栅的偏心距及偏心方向。最后,根据所推导的偏心测角误差补偿公式对测试系统进行修正。对比实验结果表明:修正后的圆光栅测角精度大幅提高,测量精度提高了近5倍,满足关节测试平台的测量精度要求。     

钢圈反射式光栅信号的补偿

为了提高钢圈反射式光栅的测量精度,设计了光栅信号补偿系统,分别对光栅信号的幅值、直流电平和相位进行了补偿,补偿后两路光栅信号的正交性得到了改善.首先,根据钢圈反射式光栅提取信号的方式建立光栅信号电子学处理系统.然后,分别从幅值、直流电平和相位等3方面提出系统的补偿算法.以8 192 lp/mm的钢圈反射式光栅为平台,以...     

精密位移动态测量信号特征辨识及细分新方法研究

针对数字化精密机械测量仪器和装备需要解决位移传感器信号的高倍数、高精度细分问题,通过对光栅位移测量模型的研究提出采用测量基准转换的思维方式构建空间序列理论。通过对各运动状态条件下精密位移动态测量信号的多尺度分解实现特征辨识,从而构建用于动态位移信号细分的自适应预测模型及相关细分误差实时修正技术。实验研究表明此方法可以实现圆光栅栅距内400倍细分,角位移细分误差-0.19″~0.27″。     

基于构造绝对值三角函数的光栅信号细分

为了进一步提高光栅传感器的测量精度,需要对信号进行细分,但光栅莫尔信号的细分精度取决于信号的质量。本文利用归一化并结合CORDIC的方法补偿了直流、幅值、相位等误差,利用补偿后的信号构造绝对值三角函数,实现一个完整周期信号的16倍细分,并通过MATLAB进行了仿真,验证了该方法的可行性。     

基于软件理论的光栅信号可逆计数技术研究

在分析计量光栅工作原理的基础上,对光栅莫尔条纹信号的可逆计数技术进行了系统分析和研究。特别对软件辨向进行了研究,提出了基于Cohen-Sutherland编码理论的区域编码软件辨向算法,并设计了光栅信号数据处理的软件流程。在万能式齿轮测量机上实际使用结果表明,该软件计数技术能大幅度提高计数准确度,转换速度快,较基于硬件的辨向速度提高1~2倍。该算法设计灵活,可适用于长光栅和圆光栅的测量系统中。     

光栅谐振子检测地震波的理论和方法研究

提出了一种新的检波理论和方法 ,它是一种实现检测地震波信号的地震勘探技术。采用光栅谐振子为敏感元件 ,将大地震动的机械信号转换成光调制信号—莫尔条纹 ,再用光电接收器件将其转换成数字化电信号输出。光栅谐振子检测地震波的装置能够直接将大地震动的机械信号转化为脉冲数字信号输出 ;并以记数的形式采样 ,避免了器件的精度不同对传感器输出的数据质量的影响 ,从而简化了组装工艺。文中阐述了该方法的工作原理、参数计算、测试方法和实验结果     

用于脉冲涡流检测的变频信号源设计

设计了用于脉冲涡流检测的变频信号源系统,其输出频率在100～3000Hz内精确可调,主要用于2～10mm深度的飞机内层结构缺陷的检测。系统采用单片机软件进行数字调频,从而省去了传统的专用调频电路,使软件代替了硬件,降低了硬件成本,简化了硬件结构。软件设计采用中断技术控制数据采集和A／D转换,避免了不必要的重复,提高了控制精度。Proteus仿真结果表明,系统设计正确、运行可靠。     

A waveform digitizer-based automatic modulation classifier for a flexible spectrum management

The paper presents the development and validation of an automatic digital modulation classifier based on a waveform digitizer architecture. The proposed automatic digital modulation classifier can be used for signal recognition in the next generation telecommunication systems, characterized by a flexible and dynamic management of the radio spectrum. It has been implemented on a PC architecture, connected with two different types of waveform digitizers. The experimental validation has been carried out by means of actual telecommunication signals, even in presence of narrowband and wideband interference.     

多道粮仓温度检测系统的一种设计方案

介绍了一种多道粮仓温度检测系统的硬件组成和软件结构以及基于RS－485通信的网络测控系统。系统在每个粮仓中配置能独立工作的从机，主要负责采集现场的模拟量，经模拟开关送入A／D转换器转换为数字量，存储并传送给上位机，当温度超过报警温度时，发出报警信号。上位机将下位机的数据以曲线和表格的形式表示出来，清晰明了地显示出仓内温度状况，上下位机采用RS－485半双工方式通信。由上位机对粮仓进行监控，管理人员不需要深入现场，就可查看实时温度数据，对粮食灾情进行综合分析预报，实现粮仓管理自动化、智能化。     

Single-shot, simultaneous incoherent and holographic microscopy

In this work, we demonstrate single-shot, simultaneous recording and subsequent retrieval of one incoherent and two holographic (intensity and phase) images from the same camera frame. Demultiplexing of incoherent and holographic signals in the spatial frequency domain is made possible by carrier frequency modulation and spatial oversampling intrinsic to the off-axis digital holographic configuration. In particular, we show applications to combined fluorescence and digital holographic microscopy, as well as combined bright field and holographic second harmonic generation microscopy.     

基于实测信号回放的半实物仿真系统设计

实测信号的获取对控制系统的研究起着非常重要的作用。受环境因素等多方面因素的制约,实测信号往往很难获取,只能得到有限数字信号样本,试验中很难利用。本文设计了一套基于STC89C52单片机和DAC0832的半实物仿真系统,将存储的数字信号样本回放成原始的实测信号,节省了大量的场外时间和试验成本,为进一步的研究打下了基础。     

基于AT89C51的数据采集系统设计

设计了一个用AT89C51单片机、串行A／D转换芯片TLC2543等构成的数据采集系统。本系统不仅可以采集模拟信号,而且可以与PC机通信,将采样数据送入PC机中,从而实现实验数据实时采集、处理、存储和显示。     

传统数模转换器的优缺点分析及高性能PWM-DAC的基本设计思想

分析了基于零阶保持器（ZOH）原理的传统数模转换器（DAC）和线性功率放大器的优点和缺点,以及基于脉冲宽度调制（PWM）技术的D类功率放大器在节能方面的优势和性能上的不足。详细分析了数字PWM调制器（PWM-DAC）的基本原理并推导其算法,进行了性能仿真分析计算,证明了用PWM-DAC同时完成数模转换和PWM调制的可行性,结果表明,这种转换性能优良。     

基于无线射频技术的温湿度测量系统

针对工业环境中需要实时检测温湿度的问题,提出无线射频温湿度测量系统的设计方案。详细阐述了系统的设计思想、硬件结构和软件的设计方法。系统采用C8051F020作为基础,并结合nRF2401射频芯片以及温湿度传感器SHT21S,可以定时采集和存储外部温度湿度数据,能够通过无线射频识别通信上传数据并对其进行相应的分析和处理。该系统具有较高的实用性和可靠性,成本低,功耗低,具有良好的应用前景。     

A direct digital synthesizer of compound wideband signals

Principles of construction and structural and circuit designs of direct digital synthesizers based on the method of direct digital frequency and signal synthesis are described. The block and circuit diagrams of the direct digital synthesizer of compound wideband signals are presented. This synthesizer is used to synthesize signals with the amplitude, frequency, and phase modulation in a frequency range from 0.001 to 200MHz.     

Digital modulator and synchronous demodulator system: an alternative to the analog phase detector

A digital modulator and synchronous demodulator system has been developed which more effectively recovers signals buried in noise than does its analog counterpart. Circuitry of integrated design is described for controlling the modulation in physical measurements and the simultaneous, synchronous demodulation and conversion of the signal into a binary number. This system is especially useful when interfaced with a laboratory computer. The square wave which produces the modulation has purposely lengthened transition times to minimize modulation transients. Demodulation is accomplished by feeding the amplified AM signal into a voltage-controlled oscillator and counting the resulting pulses with counters gated, by the modulation reference circuitry, to count up and down on alternate half-cycles. The number accumulated by the counters is proportional to the true integral of the demodulated signal over a preset number of modulation cycles. The period of the modulation cycle is, in turn, determined by a quartz crystal oscillator. The demodulator can be gated to ignore excessively noisy portions of the modulated signal. Four demodulators with relative gains in ratios of eight operate simultaneously to provide a large dynamic range of more than 10(6). Application of this system to a computer-controlled microwave spectrometer is described. A sample spectrum is given to illustrate the wide dynamic range.