新型角加速度测量系统及其在旋转机械中的应用

设计了一种新型角加速度测量系统,包括机械测量平台及信号处理模块.其中机械测量平台包括底座、磁粉制动器与控制器、被测旋转机械、可升降支架、角加速度传感器和三维滑台;信号处理模块包括无线发射电路、无线接收电路、信号采集电路和上位机可视化联机软件.通过调节机械测量平台中的升降支架和三维滑台,可以实现被测旋转机械与传感器的高度同心,通过信号处理模块够将角加速度信息通过无线的方式发送至上位机软件,处理后可以实时的显示角加速度值.最后将研制的角加速度测量系统用于实际旋转机械的运行状态测试,验证了系统的可靠性.     

环形空间阵列扭矩传感器信号处理

环形空间阵列扭矩传感器是一种基于交流电磁感应技术,应用于极端恶劣环境下扭矩动态测量的非接触式传感器.针对环形空间阵列扭矩传感器的特点,设计和实现了控制和信号处理系统.着重对传感器的信号处理部分进行分析和研究,设计了相应的信号处理电路,采用数字移相技术提高信号相位差测量结果的精度,通过在FPGA芯片上配置NiosII软核...     

呼吸感应体积描记系统中弱信号锁相放大模块的设计

在呼吸感应体积描记呼吸测量系统中,需要测量nV~μV级的微弱感生电压信号,而且在测量过程中,做为传感器的电感线圈容易受到测量环境,呼吸运动以外的其他运动和电子噪声等影响。为适应系统测量范围并降低噪声的影响,设计了一种基于AD630锁相放大电路微弱生理信号检测模块。该模块的锁相放大器具有大于0.96的良好线性度,能检测出传感器的感生电压信号,并分离出直流分量,有效地降低噪声对系统的影响,提高了系统测量的精度,并有望应用于其他微弱生理信号检测。     

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的测量精度及分辨率,提出了一种基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统;系统包括硬件电路设计和软件设计;硬件电路以STM32F4内核处理器芯片和复杂可编程逻辑器件CPLD为核心,集成了信号调理、信号处理等电路模块;运用高频时钟脉冲插补时栅位移传感器感应信号和参考信号之间的相位差,通过软件设计控制信号的采集和处理,实现了相位检测;经实验验证,采用以STM32F4为核心的时栅信号处理系统后,时栅位移传感器的角度误差峰峰值达到2.4”,实现了高精度、高分辨率的时栅角位移测量.     

基于FPGA和霍尔效应的高精度数字式角度测量系统

转轴的角度是旋转机械工作时的一项重要参数,由此提出了一种新的高精度数字式角度测量系统,主要包括霍尔传感器、信号处理模块和数据处理模块,其中霍尔传感器将角度信号转化成两路具有相位差的电信号;信号处理模块将两路电信号经过整形后,采用高频脉冲插值计数的方法,获取两路电信号相位差内和周期内的脉冲总数;数据处理模块最终将脉冲数转化成角度值,并显示出来;通过实验验证,表明该数字式角度测量系统具有较高的测量精度,可达0.01°,并对实验结果进行了分析。     

环空间阵列扭矩传感器设计与原理分析

针对恶劣环境下机械转轴扭矩动态测量问题,利用交流电磁感应原理,采用环型空间阵列封装磁性钢球和专门的磁电式检测器,构造一种新型的非接触扭矩测量传感器.本文设计了传感器的结构并对测量原理进行了分析,建立了其动态扭矩测量的数学模型.通过环空间阵列作切割磁力线运动,引起磁通量的周期性变化,得到感应信号的周期性变化,从而实现了位...     

航空发动机智能转速传感器的设计

根据航空发动机转速传感器的原理,提出一种基于DSP与CAN的智能转速传感器。设计了上电自检电路、热电偶信号处理电路、DSP与CAN总线接口电路以及电源电路。该传感器系统集成度高,测量和处理速度快。实验表明,该转速传感器测量误差小,测量精度高、实时性好,可应用于航空发动机全权限数字式电子控制(FADEC)系统中,具有重要的实用价值。     

航空发动机智能转速传感器的设计

根据航空发动机转速传感器的原理,提出一种基于DSP与CAN的智能转速传感器.设计了上电自检电路、热电偶信号处理电路、DSP与CAN总线接口电路以及电源电路.该传感器系统集成度高,测量和处理速度快.实验表明,该转速传感器测量误差小,测量精度高、实时性好,可应用于航空发动机全权限数字式电子控制(FADEC)系统中,具有重要的实用价值.     

基于拉线传感器的工业机器人标定系统研制

为了解决机器人精度标定问题,本文提出一种基于拉线传感器的机器人低成本标定系统。标定系统主要分为三大模块,测量模块、信号采集模块以及信号处理模块。系统中采用低成本、高精度的拉线传感器,避免了使用价格昂贵的光学测量器件。实践表明,本标定系统在降低成本的同时,能够有效提高标定效率,而且具有一定的测量精度。     

煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统设计

在煤炭开采过程中,井下环境的测量对煤矿安全生产非常重要.针对矿井瓦斯监控设备采用有线方式传输信号存在的弊端,本文设计了基于无线传感器网络的矿井瓦斯浓度测量系统,对该系统所用的传感器和单片机做了简要描述,阐述了系统的软硬件设计思想和实现方法.     

开关磁阻电机测试分析设计与应用

设计了测试分析系统,包括硬件和软件设计。其中硬件设计包含传感器电路设计、信号调理电路设计、单片机最小系统设计以及串行通信设计。软件设计包括通信采集模块、数据处理模块及数据管理模块。该测试系统分别对转速在电压PWM控制方式和角度位置控制方式下进行了测试,并与数字示波器进行了比较。实践表明,该系统具有较高的测试精度,能较客观地反映实际数据和波形。     

柔性仿生触觉传感器系统集成设计

设计了一种轻量级的触觉传感系统,基于压敏电阻将压力信号转换为电阻变化的原理,进一步转换为电压信号进行反相滤波处理,通过低功耗蓝牙芯片CC2541读取并无线传递触觉信息.整个系统采用仿生手指结构设计,指尖覆盖与皮肤触感相近的硅胶,柔顺传递接触力.整个电路包含供电模块、电源管理模块、触觉采样处理模块和信号传递模块,集成在第二指节内.整个传感器系统集成度高,便于实际应用.     

面向微小卫星的可见光地球敏感器设计

可见光地球敏感器是卫星姿态控制系统中一个重要的姿态测量器件。基于CMOS图像传感器,设计一套面向微小卫星的可见光地球敏感器,设计的该地球敏感器具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低的特点。本文从地球敏感器的工作原理出发,提出了整个敏感器的构架,并完成了整套系统的软硬件设计。在图像处理过程中,采用一种新的快速Hough变换,极大提高了姿态测量的速度。测试结果表明该地球敏感器的测量精度约为0.1°,很好满足了微小卫星姿控系统对精度的要求。     

机械产品BIT系统的结构设计研究

研究了机械产品BIT结构设计的方法.借鉴电子产品BIT与机械设备状态监测与故障诊断系统结构设计技术,以典型传动系统为对象,在故障分析、模块划分、确定方案的基础上,分别对信息获取、信号处理、诊断决策3方面的结构设计中应考虑的问题和设计内容进行了分析,给出了机械产品BIT系统的一般结构.     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。     

基于STM32的无线光电传感器设计

针对目前iGPS有线光电传感器无法应用于大型构件吊装的问题,介绍了一种基于STM32F103平台的iGPS无线光电传感器的设计。采用STM32F103ZET6芯片作为主控芯片,nRF24L01作为无线数传模块。该设计由前端处理电路与MCU电路组成,前端处理电路将微弱的硅光电池信号转换为可供STM32采集的信号,STM32采集信号后并通过无线数传模块nRF24L01发送给上位机。实验结果表明:该设计数据采集速度与精度较高,满足系统要求。     

角位移传感器数据处理算法实现

介绍了角位移传感器数据处理中融合算法和软件滤波算法的原理,根据系统构成提出了在单片机中完成该算法的设计思路,给出了利用汇编语言实现两种算法的程序流程;针对控制系统时间要求,对滤波算法进行了优化设计;通过仿真和测试得出,数据处理程序运行时间满足控制系统指标要求,特别是在旋转变压器按固定方位旋转的实际测量中,记录多组测角数据并进行误差分析,其均方根误差曲线与系统指标拟合良好,且完全收敛于指标范围;这更说明了该数据处理方法设计合理,简单易行,可推广应用于其它测量系统。     

风洞旋转轴天平信号处理系统设计

螺旋桨滑流带来的复杂气动力影响目前只能在风洞试验中获得,为了准确测量气动力从而获得螺旋桨滑流的影响量,使用旋转轴天平直接与螺旋桨相连并高速同步旋转进行风洞试验;对旋转轴天平的试验原理、数据处理方法进行了深入研究,设计开发了风洞旋转轴天平信号处理系统;综合考虑了信号衰减、电磁环境等干扰问题,通过时钟背板触发启动采集,保证了信号采集的同步性,系统整体处理精度等指标都满足试验技术要求;还创新性地开发出了风洞动态数据连续测量技术,大幅提高了试验效率;经过多次风洞试验测试,实现了对旋转轴天平信号的调理、采集和处理功能,为高效率、低噪声的先进螺旋桨设计和涡桨飞机气动噪声设计提供了技术支持。     

矿用风速传感器研究

研究了一种基于热膜式工作原理的煤矿专用风速传感器,传感器除具有风速测量功能外,还具有风流的温度测量功能和风流正反方向识别功能,芯片结构采用了冗余设计的思想,增加了风速敏感膜冷贮备系统,提高了产品可靠性[1],风速传感器采用恒温式工作原理,测量范围为0.1~15m/s,具有结构可靠、动态特性好、测量精度高的特点。     

磨粒流精密加工中的测控系统研究

针对磨粒流具有变化无形和无孔不入的特点,研究了磨粒流精密加工中信号的测量、传输和控制.测控系统通过流量、压力和液位检测单元以及转速控制单元构成闭环控制系统.系统主控模块采用ARM嵌入式系统和RT-Linux实时操作系统,测控模块的通信采用RS-485总线架构及检验和校验码方式,控制单元利用模糊理论来控制水泵转速,实现湍流的稳定运行.该测控系统实现了任务的实时并行处理,通信可靠、额外开销少、泵速控制效果平滑,满足磨粒流精密加工的要求.