基于相位检测的声表面波传感器变送电路设计

本文设计了一种利用直接数字频率合成器（DDS）作为频率源,基于相位测量芯片AD8302的气敏传感器测试系统。该测试方法通过获取相同的输出相位差情况下的两次输八频率之差而达到测试目的,整个测试系统自动化程度高,且声表面波SAW谐振器工作于较高的频率,满足了较高精度现场检测的需要。     

基于CompactRIO的便携式航空发动机频率测试系统

为了满足频率测试系统的便携性要求,利用NI公司的CompactRIO(CRIO)平台设计了便携式频率测试系统.利用LabVIEW FPGA开发了CRIO的底层FPGA模块,实现对频率数据采集模块的控制与管理;利用LabVIEW RTOS开发了CRIO的基于Lunix的核心软件模块,实现了对频率数据的变换、管理及与上位机通信;最后利用LabVIEW开发了上位机显示和管理软件.基于CRIO的便携式频率测试系统具有体积小、重量轻、精度高等优点,充分满足了航空发动机频率测试系统的功能要求.     

基于FPGA的并行DDS

介绍一种提高直接数字合成器(DDS)系统时钟频率的并行处理方法。给出了一个基于现场可编程门阵列(FPGA)的具有400MHz系统时钟频率DDS电路的实现方法和实验测试结果。采用直接中频输出方式,输出频率范围250MHz～350MHz,频率分辨率6Hz,寄生信号抑制50dB。该DDS电路具有接口简单、使用灵活等优点,可用于雷达、电子战领域的宽带信号产生。     

基于虚拟仪器的脉冲法隔声测试技术研究

传统的隔声测量方法对测试条件及样品本身均要求较高.利用自行开发的LabWindows虚拟仪器测量系统,采用逆滤波器原理,对扬声器频响在高低频分别进行了补偿,得到了波形较为完美的Butterworth宽频脉冲.在半消声室环境内,利用其作为入射波对铝板的隔声量进行了测试,测试结果表明,在200～5000 Hz的频率范围内,...     

极低频微加速度频率分析与测试系统验证

由微振动引起的工程质量、安全问题越来越受到重视，同时在一些实际工程的建设、使用、维护中，必须对微振动环境下极低的振动频率进行测试与分析。测试系统能测试到微振动，而且振动测试的准确度可进行计量检定，但不能进行极低频下频率准确度的检定，实际测试中对微振动环境下的极低频的频率测试分析是否准确、可靠受到质疑。本文主要阐述测试系统在微加速度状态下对极低频率的测试验证方法，特别是要检验测试系统在微加速度工况的极低频下频率测试分析的准确度。验证试验证明本方法可行。本测试系统有较高的测试精度，测试方法有经典的理论支持，可为同行在做相关试验中参考与借鉴。     

基于NiosII的自适应高精度频率计设计

设计了基于NiosII的自适应高精度频率测量系统.介绍了等精度频率测量基本原理,并对等精度频率测量原理进行优化.给出了优化的等精度频率测量原理图;介绍了等精度测频IP核设计方法,给出此核的verilog HDL程序;采用了频率测量时间最短为原理的自适应算法,使测频时间达到最优.通过分频50MHz的系统时钟得到各种测试信号,并给出了0.1Hz～50MHz的测试结果.测试结果表明,本系统工作稳定可靠、测频精度高、最大相对误差在10-7级别.     

基于高阶Sigma􀀁Delta 调制的数字波合成方法

自校准技术是智能传感器和/或智能测试系统中必须具备的功能.而这一功能的实现,往往需要将一高信噪比、高准确度的校准激励信号源集成在智能传感器和/或智能测试系统中.本文将讨论Sigma-Delta技术用于产生校准激励信号源.研究表明:基于高阶Sigma-Delta调制的数字波频率合成技术,在产生高信噪比、高准确度的校准激励信号的同时,不需要高精度的DAC.实验的结果验证了讨论方法.     

龙芯2号综合参数测试系统设计

基于龙芯2号处理器(Godson 2)研制了一符合PC104 Plus总线标准的处理器模块,介绍了模块结构和系统核心北桥的实现.并结合实际应用的需求,设计了一功能扩展模块,该模块集成了AD、DA通道,IO通道,信号频率测试功能,具有较高的集成度.通过两者构建了一具有标准前向通道、后向通道、存储模块的综合参数测试系统,实际验证表明该系统可满足大多数测试测量场合的需求,并可根据需要采用其它标准PC104模块进行功能扩展.     

超高稳频率源的设计与应用

频率源作为测控系统的重要组成部分,其短期频率稳定度（短稳）指标是影响测控系统测量精度的重要因素之一。以往系统中应用的频率源的稳定度已不能满足现代测控系统的要求。设计了超高稳频率源,并对其稳定度进行了详细仿真分析,该频率源采用高速鉴相器与超高稳压控恒温晶体振荡器（VCOCXO）组成的精密锁相环路实现,具有低相噪、高稳定度、高可靠性等特点。经测试,超高稳频率源短稳小于1×10^-11／20ms,满足系统应用的要求。     

用于石英晶体——频率测试相位检测技术研究

在使用π网络零相位法对高频石英晶体进行测试时,相位检测技术是关键.本文所设计的鉴相系统采用混频技术,降低所要鉴相的频率,对固定频率进行相位检测.经实验验证,本测试系统的测试频率范围1MHz～200MHz,相位检测的精度能够满足串联谐振频率的测试精度±2ppm的要求,重复精度大于0.5ppm.     

中国微米纳米_基于电场的快速暂态过电压测量

提出了一种基于电场的VFTO测量方法,以实现气体绝缘变电站(Gas Insulated Substations GIS)开关操作引起的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage VFTO)的测量.通过MEMS电场传感器测量GIS母线周围的电场,进行大量试验确定电场强度与母线电压的线性关系,并对传感器进行标定,实现VFTO的测量.从理论上对GIS变电站不同负载的VFTO建模并进行仿真数值计算;使用扫频法、方波响应法对电场传感器的响应特征进行了测试,高频截止频率>134 MHz;在实验室内进行了高幅值电压测量实验,在云南电网公司超高压试验研究基地进行GIS变电站现场VFTO测量实验,结果表明利用电场传感器能够进行快速暂态过电压的测量.     

异相介质对阵列电容传感器响应特性影响的仿真分析

阵列电容传感器为电容层析成像系统的关键组成部分，采用有限元仿真分析手段，模拟实现了阵列电容传感器的测量过程，对监测对象为油／气两相流时位于传感器中的水等高介电常数介质对传感器响应特性的影响进行了分析，并给出仿真结果。     

微波透射法测量含水率的研究

基于微波透射法,设计了一套液液两相流(其中一相为水)的中高含水率测量系统,该系统与现有方法不同之处在于系统中设计的传感器减小了干扰效应,适于测量中高含水率液液两相流.根据测量介质合理选择测量频率,对实验数据曲线拟合,获得测量经验公式.实验结果表明:设计的装置可对含水率为30%～75%的液液两相流进行有效测量;采用测量经验公式,其测量精度高于5%.     

DDS在光栅传感器位移测量系统调试中的应用

针对光栅位移测量系统调试中直接用光栅传感器产生信号不方便的缺点,在研究光栅传感器输出信号机理的基础上,提出了采用直接数字合成（DDS）技术来模拟光栅传感器输出的两路同频严格正交信号,进行了DDS的原理分析,设计了相关电路,搭建了实验系统,完成了相关实验。实验表明：用DDS技术来模拟光栅传感器的输出信号,频率覆盖范围为0．1Hz-20MHz,频率误差和相位误差小于1％,整个系统电路设计简单,容易实现频率调整,能够满足实际需要。     

基于单电极双模态数字化系统设计

由于电阻层析成像(ERT)和电容层析成像(ECT)具有不同的应用范围,为了拓宽测量范围,通常采用ECT和ERT阵列电极组合形成双模态结构。作者在传统ECT传感器研究基础上,提出了一种新颖的单电极双模态传感器结构,并有效消除了两模态的相互影响,实现单模态或双模态运行。本文设计的数字化系统,充分利用FPGA和DSP,实现了全数字正交序列解调,系统的速度和精度都得到了提高。对系统中单电极双模态传感器、激励信号发生模块、电阻/电容转换电路及相敏解调单元等进行了分析。实验表明,该系统工作稳定、使用灵活,明显拓展测量范围。     

Mitigation of a Heading Drift in Pedestrian Dead-reckoning Caused by the Sensor Bandwidth

In this paper, we analyze the relationship between sensor bandwidth and heading drift, and improve a pedestrian dead-reckoning (PDR) system considering the heading drift by the insufficient bandwidth. The PDR system using foot-mounted inertial measurement unit (IMU) is generally based on an inertial navigation system (INS). In order to reduce the estimated position error, INS is combined with the zero-velocity update (ZUPT), which assumes that the pedestrian shoe velocity is zero at the stance phase. Although the error can be reduced through ZUPT, the estimation errors due to other causes remain. The angular rate and acceleration signals measured from the inertial sensor have various frequency components depending on the motion of the shoe. In the heel strike phase, the signals change sharply due to the impact, and the high frequency components are generated compared to the other phase. Considering only the accuracy of the inertial sensor and using a sensor with insufficient bandwidth, estimation errors occur in the PDR system. In the standard PDR system, loss of information due to narrow bandwidth causes heading drift, which is the unobservable state in the filter. In order to compensate for the heading drift due to the insufficient bandwidth, we analyze the estimation errors according to the bandwidth. Moreover, we propose a PDR system considering the heading drift estimated based on sensor bandwidth. To improve the estimation performance of the PDR system, the proposed system compensates the heading drift according to the sensor bandwidth in the heel strike with the high frequency components. The experimental results show that the improved performance of the proposed system compared with the standard algorithm.

     

基于光场耦合的时栅位移传感器设计

为了实现制造成本低、易加工、高精度的位移测量,设计了一种光场耦合式的时栅位移传感器.介绍了利用基于交变光场的两路驻波合成电行波信号,并通过鉴相的方式实现空间位移转换的测量原理;完成了传感器的结构设计,给出了传感器的系统框图,具体分析了信号处理电路的功能.实验结果表明:光场耦合式的时栅位移传感器在108 mm范围内误差为±0. 5μm.     

基于SVM和ECT的两相流离散相浓度测量

利用12电极电容层析成像系统(ECT)传感器和最小二乘支持向量机(LS-SVM),提出了两相流离散相浓度测量的新方法。电容传感器用来获取反应离散相分布的66个电容测量值。LS-SVM用来建立离散相浓度测量模型,模型的输入是66个独立的电容值,输出是离散相浓度值。本方法省去了传统ECT技术测量浓度时的图像重建过程。实验结果表明:该方法是有效的,测量误差在6%以内。     

Readout methods for an inductively coupled resonance sensor used in pressure garment application

The methods needed to inductively read a passive resonance sensor in pressure measurement are studied. A simple dual-layer pressure sensor, a small portable phase response measurement unit and the methods to extract a coupling coefficient compensated resonance frequency are presented. The functionality and accuracy of the measurement are tested in a test rig and demonstrated in a realistic measurement environment. According to the test measurements, the overall performance of this wireless system is promising and the accuracy is within the typical range of the measurements made in the field of pressure garments.