基于气体特征吸收谱线的电缆光纤光栅温度监测系统

基于电力电缆温度在线监测的需求,设计了一种精度高、稳定性好的光纤光栅温度传感器,光栅的波长漂移与温度成线性关系,结合F-P可调滤波器和LabVIEW软件平台搭建光纤光栅温度在线监测系统,系统采用C2H2气体吸收谱作为F-P可调滤波器的实时校正波长,温度传感器的波长解调不受外界温度和压力等环境的影响,通过插值拟合算法实现光纤光栅中心波长的高精度解调,精度可达±5 pm,即测量温度精度为±0.2℃。     

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。     

新型光纤温度传感器研究

介绍水银包层光波导作为测温探头的新型光纤温度传感器的探头结构及测温原理,与8098单片机相结合,实现信号探测及数据处理,这种新型光纤温度传感器结构简单,理论分析的相对测量精度可达0.02%。实验表明,在20～100℃的温度范围内,测量精度为0.1℃,对诸如油库等易燃、易爆危险环境的温度检测具有重要的意义。     

基于混合型ADC的高精度温度传感器研制

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺的高精度数字式温度传感器电路。在感温前端模块，通过利用动态匹配技术与斩波技术，并采用混合型一阶sigma-delta/SAR型ADC，在降低功耗的同时实现更高的分辨率，提高温度传感器的采样精度。经过仿真及测试验证，提出的基于混合型ADC的高精度数字式温度传感器电路，提供16 bit温度结果，应用时无需校准即可在-25～55℃的温度范围内达到±0.1℃精度。通过使能控制，极大程度地减少自发热对测温精度的影响，在1.7～5.5 V的电压范围内，电流最大值仅为5μA。在达到高精度的同时，降低了成本与功耗。     

高精度简易数字温度计的设计

为了满足工业生产或科研实验室等对温度智能高精度的测量要求,设计了一种基于STC10F04单片机的温度测量及显示电路.给出了系统硬件电路,对温度的实时探测采用DS18B20传感芯片作为监测元件,对集成温度传感器DS18B20的原理、主控芯片STC10F04单片机功能和应用做了介绍,最后对软件部分的设计流程及实现方法进行了详细的说明.该电路设计新颖、功能强大、结构简单.使用4位LED模块显示,测量范围-55℃～+125℃,测量精度为±0.5%℃.     

基于光纤光栅传感的变压器绕组温度检测系统

传统温度传感器受到周围环境因素的影响很大,系统采用抗干扰能力强并且对温度极其灵敏的光纤光栅传感器.利用光信号的测量和传输,再解调成温度信号.分析了光纤光栅传感器的原理和系统构成,介绍了软件和硬件的实现.最后的实验结果证明了系统具有较高的测量精度,可满足变压器绕组高精度温度测量要求.     

提高光纤光栅传感器测量精度的研究

在实际应用中,光纤光栅传感器的测量精度受到噪声,成本等因素的制约。为了实现低成本的高精度光纤光栅传感器系统,提出了对光纤光栅反射谱采用自适应阈值小波消噪和B多节点样条拟合插值算法的处理技术,并通过实验和仿真得出自适应阈值小波消噪,有效提高了系统的信噪比,在相同采样精度下拟合插值处理前波长检测的误差为0.01nm,处理后误差为0.0017nm,误差降低了一个数量级。实验结果证明该方法不但可以有效降低噪声带来的读取误差,而且提高了测量Bragg波长漂移量的分辨率,从而实现高精度地测量温度、应变等外界参量。     

一种新型光纤光栅传感器解调系统

选择线性滤波法解调光纤光栅(FBG)传感信号,实现传感光栅Bragg波长微小偏移的实时检测.利用单片机取代PC机,有效实现了系统的小型化.采用锁相放大电路和24位∑-Δ高精度A/D转换模块采集有用信号,提高系统精度和动态范围.使用USB接口模块存储和传输数据,使解调系统特别适合现场测量和野外作业的要求.设计出了一种新型FBG传感器解调系统,通过实验和数据验证了该系统高精度、便携带的特点.     

内置光纤光栅传感器的智能索可靠性研究

将特制的光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器局部布置于缆索连接筒部位的外层钢丝上,成功实现可对自身索力及温度进行实时在线监测的智能缆索.需进一步对智能缆索内置传感器可靠性进行研究.模拟缆索上桥所受交变应力荷载情况,按照国家标准GB/T18365-2001中疲劳性能要求对智能缆索进行疲劳,研发的智能缆索满足国标中疲劳和静载性能要求;智能缆索在200万次疲劳过程中及200万次疲劳后,其内置的光纤光栅传感器的传感信号均有效.     

油气长输管道伴行光缆状态监测及断点精确定位技术综述

油气长输管道点多、线长,周边环境复杂,伴行光缆成为为数不多的能长距离实时监测管道外界入侵状况和信号传输的途径.但是,光缆部署时间长、地质变形等导致光纤断芯时有发生,严重影响管道安全生产,而现有光纤断点监测及精确定位技术尚不能满足生产要求.通过大量文献分析了光纤状态监测原理,总结了光纤振动监测及断点精确定位方法,指出了油...     

基于STC微控制器的测温系统设计

为了实时监测环境温度,设计了基于STC15F2K60S2微控制器的测温系统。系统选用单总线的温度-电流式数字温度传感器DS18B20采集温度信号,通过STC15F2K60S2微控制器接口电路实现硬件设计,结合Keil C程序语言及微控制器的2kB大容量SRAM、60kB Flash存储器对温度信息进行处理,实现温度监测功能、超限报警功能、时间监测功能、键盘控制功能。电路仿真结果表明,系统测温范围、精度、超限报警等功能达到设计要求,整个硬件电路简单实用,读数方便。     

基于Cortex-M3智能无线温度测量系统设计

设计了一种基于Cortex-M3内核的STM32F103RBT6为核心处理器的智能无线温度测量系统。系统采用DS18B20数字温度传感器,并利用TC35I模块接入GSM网络,实现利用手机短信发送温度测量指令,手机短信接收测量数据,该系统同时具有定时自检和温度报警功能,当处理器定时自检发现DS18B20出现故障时,系统会自动启用处理器内部温度传感器并短信报警。经实验证明,该系统测量精度最高可达0.062 5度,适合在距离较远,不易布线的环境下使用。     

WZP型铂电阻温度传感器Pt1000信号的线性化处理

在分析工业生产和科学研究中广泛使用的WZP型铂电阻温度传感器Pt1000输出特性的基础上,采用恒流源的方法,通过在运放同相输入端增加调整电压、增加输出级放大电路、在电路中设置可变电阻、使用高精度稳压电源等措施,设计出温度传感器Pt1000信号处理综合电路,该电路有效解决了温度传感器信号变换过程中的非线性和信号补偿问题。     

一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器设计

基于当前一些高集成度高精度应用领域时钟信号大量需求的目的，介绍了一种具有高阶温度补偿的高精度RC振荡器。文中所设计的电流源电路采用了3阶温度补偿的方法，可以有效降低电路对温度变化的敏感性，利用具有超低温度系数的电流对电容进行充放电，实现在较宽的温度范围内振荡器频率的高稳定性。仿真结果表明：在电源电压范围为2.5 V～5.5 V，温度范围为-40℃～125℃，及不同的工艺角下，输出频率精度保持在±0.25%以内。该RC振荡器具有高精度的输出频率，能够作为一些数模混合电路的时钟信号。     

分布式光纤温度传感器的温度测量与信号处理方法及实现

分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质，可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰，得到准确快速的温度显示和温度数据，这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构方面具有重要价值和应用潜力。文章对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布光纤温度传感器的温度测量方法和信号处理方法进行了全面而深入的研究，据此建立了传感器的信号处理系统。     

基于DS18B20的多点测温监测系统设计

多点测温检测系统在工业界应用广泛。文中利用数字式温度传感器DS18B20的单总线特点,与单片机结合,实现的多点温度监测系统具有高灵敏度、高精度、宽量程、低功耗、小体积等优点。基于数字温度传感器DS18B20设计多点测温监测系统,分析了多点测温的可靠性和精度。测试结果表明,所设计的系统能够达到预期精度,并可以根据需要设定报警温度上下限度,辅助相关嵌入测试系统。     

一种大量程低误差CMOS温度传感器

温度传感器是将温度信号转换为电信号的元件。CMOS工艺制作的温度传感器具有面积小、成本低的优点,精度和工作温度范围是CMOS温度传感器最重要的两个指标。设计了一种工作温度范围为－45 ℃~125 ℃,测量精度为±1.5 ℃的温度传感器,主要包括温度传感电路和后端Σ-Δ ADC两部分,设计时采用了曲率校正、动态匹配等多重误差的校正方法。     

基于压控电流源的铂电阻测温非线性校正设计

铂电阻因其高精度、高稳定性、可重复性以及可互换性的特点,作为温度传感器在工业领域以及航天领域被广泛应用。针对铂电阻的非线性特性,提出了一种基于压控电流源的铂电阻测温非线性校正设计方法。利用测量系统的输出值微调铂电阻的激励电流的方法,抵消非线性误差,提高输出信号的线性度,具有参数计算简单、电路实现方便的优点。该方法应用于某在轨辐射定标系统,进行了相应的电路设计,采集了实际实验数据。实测数据表明,采用该方法能在-40~70℃的范围内将由铂电阻温度传感器非线性产生的测量误差改善为约0.016℃,提高了温度测量精度。     

高精度温度控制系统的设计及应用研究

为了获得连续可调谐高频微波信号,首先设计了一种基于单片机控制的高精度热电制冷器(TEC)温度控制系统,该控制系统的控制芯片采用MSP430F149单片机,通过温度传感器TMP112进行温度信息的采集,驱动电路产生的PWM波信号驱动TEC芯片进行温度的控制,稳态误差约为0.060C。其次,利用该温度控制器控制光纤的温度,通过调节TEC温度控制器的温度,获得了10.872-10.905GHz的高频微波信号,信号频移大小和温度的斜率为1.1MHz/0C,如果增加控制系统的温度调谐范围可以获得更宽调谐范围的微波信号。     

新型智能温度传感器在辐亮度标准探测器温控系统中的应用

高精度辐射定标方法和技术是现代空间遥感的主要支撑技术之一.辐亮度标准探测器是新一代高精度辐射定标方法中的核心部件,在遥感仪器的野外、机载和星上高精度辐射定标中具有广阔的应用前景.但是,温度变化是影响辐亮度标准探测器绝对精度和长期稳定性的一项关键因素,只有加入温控系统,将其控制在恒定的工作温度,才能使它的精度和稳定性得以保证.结合数字温度传感器DS18B20在辐亮度标准探测器精密温控系统中的应用经验,提出了采用DS18B20实现标准探测器温度高精度、高可靠性监测和控制的有效方案.实验结果证明,该方案是可靠和可行的.