基于ARM的振动传感器幅频特性测试系统研究

设计了以ARM微处理器为核心的中央控制处理单元,以完成振动传感器幅频特性测试的系统.利用ARM上集成的数字模拟转换电路(D/A)的输出通道1产生频率可调的等幅正弦信号,输出通道2对可变增益运放电路进行控制,使得振动传感器输出信号幅度在系统工作范围内,采用模拟数字转换电路(A/D)将振动传感器输出的信号整周期采样,对信号...     

涡街流量传感器信号处理方法研究

设计一种基于变增益运算放大器和DSP数字信号处理单元的新型涡街流量计信号处理电路.利用DSP上集成的模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,采用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,控制传感器输出信号幅度的相对稳定.针对涡街流量计输出信号的频率特性,设计基于DSP的FIR滤波算法,实现输出信号噪声的初步抑制,削弱原始信号中强噪声干扰.滤波后信号由DSP进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;采用DSP进行数字滤波及频率计算,实现了信号中噪声的抑制以及高精度流量解算.     

电阻应变式力传感器低频冲击频率测量电路设计

针对采用压电式力传感器、冲击力传感器测量冲击频率存在成本高、安装不便等问题,设计了一种电阻应变式力传感器低频冲击频率测量电路。该电路根据电阻应变式力传感器的工作原理,首先采用放大电路将传感器输出信号放大,然后运用电压比较电路产生方波信号,最后采用单稳态触发电路对方波信号整形,从而得到标准的方波信号。实际应用表明,该电路工作稳定,测量精度较高。     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。     

应用于硅微机械谐振式传感器的频率计

针对硅微谐振式传感器频率测量中精度低的弊端,依据周期测频法原理,设计了一种基于FPGA的测频周期自调整频率计。首先在一个待测信号周期内,对标准信号的上升沿进行计数,粗略计算出待测信号频率和周期。据此对标准信号的上升沿重新计数,从而精确测量出待测信号的频率。测量后的频率信号经过RS-232串行通信接口送入PC上位机,可以实现频率数值的实时显示和储存。测试表明：采用该频率计测量1 Hz~2 MHz方波信号的相对误差可以达到10-7量级。利用该频率计测量谐振式传感器闭环自激测量电路输出的谐振频率信号,频率信号稳定在1 Hz以内。     

一种正弦波磁通门传感器激磁系统的设计

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台,分析了在不同激磁波形下磁通门传感器的输出波形变化,实验结果表明：应用本系统能够得出正弦激励下磁通门最佳灵敏度的激磁工作频率为16 kHz,在此激励作用下,测试平台测得磁通门传感器的灵敏度是110 V/T。     

采用单一人体阻抗网络实现多标准泄漏电流测试

介绍了一种采用单一人体阻抗网络实现符合多标准的泄漏电流测试技术。首先对多标准中提出的测量泄漏电流过程中所采用的多种人体阻抗网络进行分析,进而得出频率因数。在此基础上对测得值进行加权计算实现多标准的泄漏电流测试系统。该系统由单一模拟人体阻抗网络、信号调理电路、DSP高速数据采集系统和计算机等组成。实验表明,测试方法符合多种标准的测试要求。     

高精度磁场式时栅传感器激励信号对测量误差的影响分析及系统设计

为提高磁场式时栅传感器测量精度,本文从理论上推导分析了时栅传感器激励信号源幅值和相位不一致产生的谐波成分对时栅传感器测量精度的影响,提出了一种基于DDS原理并采用完整闭环调节的高性能时栅激励信号源设计方案。以FPGA为微处理器,通过编程分频系统时钟,设置频率、相位控制字对DDS输出的信号频率、相位进行调节,使用增益控制器配合相位累加器实现相位到幅值精确转换。搭建了信号调理电路和信号反馈电路,通过实时对比反馈控制,解决了系统电路阻抗不匹配及干扰导致的激励信号相位不正交性和幅值不一致性的问题。实验结果表明：本文所设计的激励信号源输出信号幅值相对误差只有0.4%,正交性相对误差只有0.05%,并且采用该激励信号源,磁场式时栅传感器测角原始误差从±103.4"降低到了±20.3",有效抑制由于激励信号源幅值不一致和相位不正交带来的谐波误差。经修正后对极内角位移测量误差只有±1.3",整周角位移测量精度达到±2",满足高精度位移测量要求。     

压电传感器信号调理及输出芯片设计

为了提高压电传感器测量系统的集成度,采用1μm高压双极—互补金属氧化物半导体—双重扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺,设计了一种适用于压电传感器的信号调理及输出芯片.集成了电压放大型阻抗变换电路、可调增益放大电路、二线制电流输出电路.仿真结果表明:芯片具有输入阻抗高,单位增益带宽大,总增益可调范围广等特点,在12~24 V宽供电范围下可正常工作,耗电仅为3.1 mA.     

加速度传感器信号增益的软件实时控制

针对压电加速度传感器信号调理电路中标定过程繁琐、标定效率低下、系统在运行过程中输出信号增益不能改变的问题,提出了在前级电荷放大器之后添加一级可变增益运算放大器来实现输出信号增益的实时控制.利用微处理器上集成的模拟数字转换模块(A/D)检测压电加速度传感器输出信号的幅值,同时采用其集成的电流模式数/模转模块(IDAC)对...     

动态轴向载荷下谐振梁振动响应分析

在航空航天飞行控制中,为实现关键参数的高精度高动态测量,急需发展具有快速响应特性的谐振式传感器。谐振式传感器本质上是输入与谐振器振动状态之间的映射。这种映射一般通过跟随输入的轴向载荷调制谐振梁的固有频率实现。高动态应用中的核心问题是动态轴向载荷下谐振梁的振动响应。利用基本的微元力学平衡关系建立了动态轴向力作用下谐振梁振动行为的数学模型。此模型比Mathieu方程的适用面更广,在一般假设下更难以进行解析或数值求解。为此引入了等效电路方法进行模型求解。通过对等效电路的仿真,得到了谐振梁在多种典型动态载荷下的振动响应。动态轴向载荷对于谐振梁的作用具有强烈的非线性和独特的规律,值得进一步深入研究探讨。     

基于电荷输出型压电传感器的冲击波超压存储测试系统

针对集成电路压电（ICP）型传感器抗振动和抗热冲击性能不足的问题,实验对比了高阻电荷型与 ICP 型压电传感器的抗振动以及抗热冲击干扰性能,发现电荷输出型相比于 ICP 型压电传感器对复杂测试环境有较好的抑制作用。采用电荷输出型压电传感器设计了存储测试装置及其抗振动、防潮的保护外壳。实验表明：设计的存储测试装置能可靠触发,可实现冲击波压力信号的采集、显示和回读。     

多路振弦传感器的扫频激振技术

一种基于单片机比较模式的扫频激振技术实现的多路振弦传感器分时激振的新方法。与传统的激振方法相比,具有硬件电路简单、激振效果好、扫频信号频率可控等优点。固态继电器和恒流弱激振电路的应用,减小了电路的电磁辐射,避免了振弦的倍频振动,提高了振弦传感器振动的稳定性和一致性。     

谐振式传感器间歇工作方法的仿真研究

提出了一种新的谐振式传感器的工作方法,采用线性调频信号激励谐振器,当激励信号断开后,谐振器将以其谐振频率做自由振动,通过测量谐振器自由振动状态下的振动频率,即可测得谐振器的固有频率.文中通过仿真分析,对比了正弦信号激励和线性调频信号激励时,谐振器的储能情况和谐振器响应信号的幅度.仿真结果表明采用线性调频信号激励可以较好地实现谐振式传感器的间歇工作方法.     

基于PQCR-PSL的桥梁振动无线监测系统

基于压电式石英晶体谐振器与平面螺旋电感串联结构(PQCR-PSL),结合现场可编程门阵列(FPGA)、无线传感器网络(WSNs)和C#等技术,将一种结构简单、以频率为输出的数字化石英晶体电感传感器应用到桥梁振动等低频测量中,并以此为传感器探头搭建了整套无线监测系统.系统主要由传感器探头、FPGA系统、ZigBee网络、C#位机4部分组成,具有结构简单、稳定性好、数字化输出等特点,实现了对低频振动信号的非接触式无线实时监测.