新型全数字化细胞阻抗传感器的设计与实现

针对目前我国微生物检测设备的落后现状,使用现代电子技术开发了一种新型全数字化细胞阻抗传感器系统;该传感器使用了数字频率合成、数字锁相放大和MATLAB与VC混合编程等多种数字处理技术,提高了设备的测量精度,缩短了测量时间;最后,利用该传感器进行了成人真皮纤维原细胞培养液的电阻抗测量,获得了细胞阻抗与频率、细胞阻抗与时间的对应关系;实验数据结果表明,该传感器运行稳定可靠,测量精度高,抗噪声能力强,具有一定的实用性.     

用于评估皮肤渗透能力的无创皮肤阻抗测量系统

设计了基于AD5933的无创皮肤阻抗测量系统,用来评估皮肤渗透能力,提高经皮给药、提取组织液目标物的效率。系统利用二电极比例法,并采用时钟频率切换、量程自动切换和软件校准补偿等技术,实现了对低频皮肤阻抗的测量。基于电穿孔法进行促渗透处理前后的皮肤对系统进行了阻抗测量实验验证。结果表明:该系统可用于对皮肤渗透性的表征,可给人体生理生化检测相关的可穿戴设备参数调节提供依据。     

基于ARM-Linux的便携式人体阻抗分析仪设计

针对人体阻抗的分段变化、受频率影响的特征,采用多频多段的阻抗测量方法来测量人体阻抗。同时,利用嵌入式系统开发的技术优势,设计基于ARM-Linux的便携式人体阻抗分析仪,并分析了该仪器的硬件设计与软件设计。最后,对测量数据进行了分析,结果表明分析仪的方案可行。     

基于LabVIEW的钢轨阻抗特性测量系统

改进型多特征脉冲轨道电路可以较完善地解决原有站内轨道电路"分路不良"问题。钢轨作为它的主要部件,分析其阻抗特性随不同频率信号的变化情况,对该电路电气特性的分析与优化设计具有重要意义。但是,已有的阻抗测试方法或系统只能对单点频率下的钢轨阻抗进行测量。针对该问题,在LabVIEW软件平台下,构建了一款基于专业声卡的轨道电路钢轨阻抗测量系统。该系统能够实现一定频带扫频下,各频点钢轨阻抗值的实时测量。采用多通道数据采集,具有测量精度高、频响范围宽等优点。将从硬件和软件的设计与实现等方面对系统结构及功能进行介绍,并通过测量实例说明该测量系统在阻抗测试方面的优势。     

基于AD5933的葡萄糖水溶液阻抗分析系统

介绍了基于AD5933的阻抗检测原理和软硬件实现。系统设计采用阻抗测量芯片AD5933,以低功耗高性能处理器STC89C52单片机作为控制器。该检测仪采用AD5933中的数字频率合成器(DDS)产生激励信号,施加在待测阻抗上,ADC采集相应信号并送到片内DFT模块进行数字处理,测量结果通过I2C送至单片机,再由单片机与计算机上位机通信,计算机显示该阻抗值。该仪器能实现电阻、电容、电感阻抗快速、准确地测量,经实验验证,阻抗幅值和相位测量的相对误差较小,(电阻阻抗平均偏差为0.041 1,相位平均偏差为0.152°)。葡萄糖水溶液浓度与阻抗呈线性相关,相关系数大于0.99。     

量子电压标定的噪声温度计系统设计

针对传统噪声温度计2个噪声源的功率和阻抗不能同时匹配的问题,为实现热力学温度自动化准确测量,以量子电压任意波形合成技术为基础,合成频率、幅度已知的赝噪声源作为参考端信号,并以高精度数字分析仪PXI—5922为数据采集平台,完成量子电压标定的噪声温度计系统设计。初步实验结果表明:此系统运行良好,可以实现水三相点热力学温度的准确测量。     

MEMS石英振梁高增益谐振电路的设计与分析

介绍了一种基于新型高阻抗QVBA的高增益谐振电路设计和谐振电路的分析测试实验。利用阻抗分析仪4294A测得石英振梁的等效参数,对石英振梁的电气特性进行分析,发现高阻抗石英振梁起振比普通晶振需要更高增益。基于双门振荡电路,利用运算放大器在开环系统中具有无限增益的理论,提高谐振电路的驱动能力。同时采用谐波抑制网络,指出谐波抑制网络可以抑制无用的频率避免传感器输出信号出现泛音频率,并提高谐振电路的稳频速度。考虑电噪声对输出波形质量的影响,在电路的输入部分采用滤波电容,并在电路的输出部分采用反向器整形,使电路输出标准的方波信号。最后利用安捷伦DSO5012A型号示波器和频率计对高增益谐振电路和石英振梁组成的谐振系统进行测试,测试结果表明本文设计的谐振电路与石英振梁组成的谐振系统可以输出标准的方波信号,输出频率精度达到10-5 kHz,在振动稳定以后频率变化小于0.1 Hz,无泛音频率出现,对研究高精度MEMS加速度计传感器具有重要意义。     

大型接地装置的工频间隔波测量方法研究

接地阻抗测量对仪器装备有很高的要求。为了避免现场测量受到工频噪声干扰,测量仪器被迫使用异频法进行测量,极大地增加了仪器的成本。提出了一种大型接地装置的工频间隔波测量方法,以弥补异频法的不足。从原理、实施和现场应用等三方面开展了研究。间隔波方法通过同步的高速采集和电力电子开关输出工频的间隔电流信号,然后通过相邻周波信号的前后向差分以去除现场噪声的影响。在现场测量了不同类型强干扰的噪声,并通过仿真分析了间隔波方法的抗噪性能。该方法在某500kV变电站的接地阻抗测量中实现了间隔波测量方法的应用并与异频法作对比。证明了方法的有效性。该研究可为接地阻抗测量装备的轻型化和智能化提供参考。     

基于V/I转换电路与锁相放大器的磁阻抗测量系统

为了实现GMI传感器的低成本及便携式应用,一种新型的GMI传感器检测系统被提出并研究,新型GMI传感器检测系统由信号源、V/I转换电路及锁相放大器构成。在1 MHz到10 MHz的激励信号频率范围内,利用新型检测系统对NiFe/Cu/NiFe三明治结构的GMI传感器进行了测量,并且与惠普公司4194A型阻抗分析仪在相同条件下的测量结果进行了比对分析,在频率为6 MHz时比较结果显示该系统的误差范围小于1.5%。     

便携式生物电阻抗测量系统设计

针对生物组织的电阻抗特性,给出了一种便携式生物阻抗测量系统的设计方法;该系统采用DSP控制,进行高分辨率多频率点生物阻抗测量,根据Cole-Cole阻抗圆图理论,对多频率点阻抗进行数据拟合后可获得测量范围内任意频率生物电阻抗特性;现了对生物电阻抗的快速、自动测量;该系统结构紧凑,简单实用,试验结果表明系统稳定可靠,具有足够的精度,重复性好,在生物电阻抗研究工作中有良好的应用价值。     

Preliminary study on the accuracy of respiratory input impedance measurement using the interrupter technique

Respiratory input impedance contains information about the state of pulmonary mechanics in the frequency domain. In this paper the possibility of respiratory impedance measurement by interrupter technique as well as the accuracy of this approach are assessed. Transient states of flow and pressure recorded during expiratory flow interruption are simulated with a complex, linear model for the respiratory system and then used to calculate the impedance, including three states of respiratory mechanics and the influence of the measurement noise. The results of computations are compared to the known, theoretical impedance of the model. At 1 kHz sampling rate, the optimal time window lays between 100 and 200 ms and is centred around the pressure jump caused by the flow interruption. The proposed algorithm yields satisfactory accuracy in the range from 10 to 400 Hz, particularly to 150 Hz. Depending on the simulated respiratory system state, the error of calculated impedance (relative Euclidean distance between the vectors of computed and theoretical values), for the window of 190 ms, varies between 5.0% and 7.1%.     

一种基于TDC的相对频差测量方法

提出了一种基于时间/数字转换器( TDC)的频率差测量方法.该方法使用延迟链和参考时钟结合的TDC直接数字量化频率差.测量系统与非线性标定模块均在现场可编程门阵列( FPGA)中实现.为了对频率差检测精度进行评估,使用振荡器作为仿真输入信号进行了实验.结果显示:所提出的测量方法对ΔF/F的测量噪声可以达到1 ×10-8/ 槡Hz.在实验结果的基础上,对测量噪声的来源进行了分析.     

动态数据校正提升孤岛微电网频率控制性能

在复杂的工业生产过程中,控制系统不可能工作在理想状态,其总会受到外界的影响,比如,在对反馈信号进行测量时,控制系统不可避免的会受到测量噪声的影响。为了降低测量噪声的影响,通常会使用各种各样的滤波技术以提升控制系统的性能。本文以微电网的频率控制系统为研究对象,考虑了当反馈回路有高斯分布测量噪声和非高斯分布测量噪声的两种情况,针对这两种测量噪声信号在模型中引入了动态数据校正滤波技术,分别对比了有无使用动态数据校正滤波技术时电网的频率偏差的方差大小,以此验证了动态数据校正滤波技术在微电网反馈控制回路中可有效抑制测量噪声的影响从而提升微电网频率控制性能。     

微机械谐振器的快速测试方法

为了缩短微机械谐振器的测量时间,提高测量效率.提出了一种针对压阻检测的微谐振器的频率特性测试新方法,该方法利用欧姆鉴相器,积分器和微处理器实现对微弱信号的有效检测.欧姆鉴相器以检测电阻为鉴相器,利用欧姆定律实现参考信号和被测信号的乘法鉴相运算;通过积分器实现对鉴相结果的积分运算,抑制干扰和噪声;微处理器用于对积分数据的...     

PN9000相位噪声测试系统扩频方法研究

在航天测控领域,相位噪声指标已成为系统性能的限制性因素,精确测量载波的相位噪声显得尤为重要;PN9000相位噪声测试系统可直接应用于相位噪声测试,具备测试灵敏度高、系统稳定、测试快速等优点;随着航天测控领域所用频率的不断提高,针对PN9000相位噪声测试系统基本配置的频率范围已无法满足测试需求的问题,为满足PN9000相位噪声测试系统扩频需求,文中提出基于相位检波器法(基本型)和基于中频相位检波器法两种扩频方法,并对两种方法进行原理分析和实验验证;根据实验结果,两种方法均能有效实现扩频功能,但在系统本底相位噪声及经费使用方面各有不同特点;文中提供的方法及实验数据,对PN9000相位噪声测试系统扩频升级及配件选购等具有很好的借鉴作用。     

基于光电振荡器原理的测距方法研究

为了在大尺度空间内实现更高的测距精度,把激光测距转化为通过测量微波频率测距,提出了一种基于光电振荡器原理的高精度测距方法。该方法利用光电振荡器产生的低相位噪声、稳定、频谱干净的微波信号,把被测距离作为谐振腔的一部分加入到反馈回路中形成震荡,将长度信息转化为频率信息,利用基频的N次谐波进行测量,将测量误差大大降低,实验表明该方法能够达到10μm的分辨力。本文讨论了制约其稳定和实际应用的主要因素,提出了可能的发展方向和改进措施。     

公共阻抗耦合噪声的抑制方法

噪声对工业设备以及自动化系统的安全性、可靠性、稳定性等许多方面都有着严重的影响。在分析噪声的基础上，较全面地介绍了公共阻抗耦合的噪声及其危害，讨论分析了抑制该噪声的方法。实验表明一点接地、多点接地、减小公共阻抗可以有效地抑制这种噪声，一点接地法适用于低频电路，多点接地法适用于高频电路。