应用时间序列算法的时栅预测卡设计

时栅预测卡通过ARM(LPC213)和FPGA(CycloneII)读取一系列时栅传感器测得转台角位移,以此建立时间序列AR模型来预测下一时刻转台的位移增量,并将预测值以PWM方式输出,进而使时栅传感器能作为全闭环数控系统位置检测单元。试验结果表明:时栅预测卡的预测精度在±1″内,能较好地解决时栅输出信号与全闭环数控系统不兼容的问题。     

制造精度控制及在线检测

1数据检测与采集硬件技术加工质量集成控制系统的硬件主要由三部分组成：容栅传感器、多功能数据采集器、微型计算机。由于容栅量仪数据输出口为非标准的RS232串行口,故需要中间的接口电路,将其转换为标准的RS232信号。     

容栅式旋转编码器的设计及应用

根据容栅旋转编码器的原理和预定技术指标设计了2款分辨率不同的容栅编码器电路。经过PCB设计、制版、组装、测试,分析了相关的性能指标。实验结果显示:所设计的容栅编码器均符合预设技术指标,其中低分辨率容栅精度达到0.1°,高分辨率容栅精度达到0.03°,2款容栅编码器都具有较好的工程实用性。     

大位移测量的容栅传感器工作原理

从理论上分析了容栅传感器的工作原理及其理论非线性误差，提出了了较为合理的等效电路和理论非线性误差表达式，容栅传感器是一种相位跟踪型位移传感器，对输入信号的幅值变化不敏感，具有较好的抗干扰能力，容栅传感器的原理非线性误差与小发射极宽度正比，为减小非线性误差，在工艺条件允许的情况下，应尽可能减小小发射极的宽度。     

用计时-计频方式精确测量涡街流量计信号

涡街流量计是一种测量流量的传感器 ,其输出信号是与流量成正比的脉冲频率信号 ,在不同介质和管径中测量流量时所对应的输出信号频率范围不同 .采用常规定时采集信号脉冲数的方法容易在低频率产生误差 .为了能够精确获取涡街流量计在低、中频段的信号 ,采用了输出脉冲信号计时与计频方式相结合的测频方法 .重点介绍了交点频率的计算方法和误差分析 ,提供了用单片机实现这两种方法的测量原理和硬软件设计思路 .     

两相驱动型时栅位移传感器测角系统误差建模与分析

为了进一步拓展时栅位移传感器的应用范围,在传统场式时栅位移传感器测角系统的基础上,提出了一种两相驱动型时栅位移传感器测角系统,该系统以低分辨率、低成本的圆光栅和直接数字频率合成器构成了一种新的“时间行波”,结合传统时栅位移传感器的处理技术,构成一个新的测角系统。对该测角系统的误差模型进行研究,实验结果表明：该测角系统的主要误差成分为光栅信号的不正交、不等幅与残余直流电平三项误差源,通过该误差模型可以有效地减小时栅位移传感器的原始误差、提高了测角系统的测量精度,精度达到±3.2″。     

双坐标容册数显机床标尺单片机智能接口

本文介绍了以 80 31单片机为核心的双坐标容栅数显机床标尺接口电路硬件软件设计 ,以及机床标尺系统误差软件修正方法。该接口电路能同时处理X、Y双坐标两路信号 ,不仅集显示和控制于一身 ,扩大了标尺的使用范围 ;而且 ,采用误差修正技术 ,提高了标尺的测量精度。     

容栅传感器及其发展前景

容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展成的,是在光栅、磁栅、同步感应器之后出现的一种新型大位移传感器。本文介绍了容栅传感器的基本原理及存在的问题,综述了容栅传感器的研究历史、现状及应用前景。     

用计时-计频方式精确测量涡街流量计信号

涡街流量计是一种测量流量的传感器，其输出信号是与流量成正比的脉冲频率信号，在不同介质和管径中测量流量时所对应的输出信号频率范围不同．采用常规定时采集信号脉冲数的方法容易在低频率产生误差．为了能够精确获取涡街流量计在低、中频段的信号，采用了输出脉冲信号计时与计频方式相结合的测频方法，重点介绍了交点频率的计算方法和误差分析，提供了用单片机实现这两种方法的测量原理和硬软件设计思路．     

基于Hilbert变换的轴系扭振信号分析

扭转振动是轴系常见的振动形式之一,扭转振动将引起轴系材料的疲劳积累,最终导致轴系破损事故,所以扭振的测量非常重要.应用高精度光电编码器测取扭振信号,当扭振发生时,编码器输出的脉冲信号产生疏密变化,扭振信号对编码器输出的脉冲信号进行频率调制.用希尔伯特变换对调制信号进行解调,直观地得到了整个扭振信号的角位移与角速度波形.对调制信号进行了频谱分析,得出扭振频率与激励信号的频率相一致.研究结果为以后将轴系扭振信号用于回转系统状态监测与故障诊断提供了依据.     

光纤探头脉象仪的实验研究

叙述了所研制的光纤探头式脉象仪的原理、结构和实验结果。该仪器将探测头放在脉动部位,感受脉象,通过接收反映脉象信息的光功率,并将其转换为电信号,经过放大、滤波、整形,最后在显示器上显示出脉象图。     

基于零功耗磁敏传感器的电子水表基表的研制

基于韦根特效应制成的零功耗磁敏传感器是一种新颖的器件，它在一定磁场的作用下无需外加电源，就可以输出幅度和宽度都恒定的电脉冲信号，并且脉冲的幅度在1V以上．这种特性为电子水表、电子热能表等的开发提供了不少有利的条件．在介绍这种传感器的原理、结构、性能和特点的基础上，介绍了基于此传感器的电子水表基表的研制过程．通过对水表基表产生的脉冲信号进行处理和编写相关的程序软件就可构成完整意义上的电子水表．对其进行实际测量和使用表明：该水表具有零功耗、零响应频率、结构简单、可靠性好等优点．     

开关磁阻电动机新型位置传感器

提出一种新型的开关磁阻电动机位置传感器。对任意相绕阻的开关磁阻电动机,只需在转子上安装一个位置传感元件,转子每转一周只发出一个位置脉冲,有效地简化了开关磁阻电动机的位置传感器。讨论了通过锁相原理由ＥＰＲＯＭ脉冲序列发生器产生各相绕组的开关脉冲序列。分析了ＥＰＲＯＭ中二进制数的取值与开关磁阻电动机受控相以及二进制数的位置与开通关断角之间的关系。该位置传感器结构简单、便于安装,有较强的抗干扰能力和较高     

格雷互补序列在BOTDR中的应用研究及性能分析

在基于布里渊散射的光时域反射计中,信噪比和空间分辨率是一对一直未能解决的相互制约的因素,而扩频技术是一种常用的提高信噪比的方法。格雷(Golay)互补序列具有好的时域构成特性和频域互补特性,经过适当的信号变换后可以作为一种扩频技术用作光纤传感系统的探测信号。详细讨论了如何在光系统中使用单极性脉冲达到双极性脉冲的效果,并在此基础上设计了一个使用Golay互补序列作为探测脉冲的外差检测式光纤传感系统,在10 km传感距离1 m空间分辨率的基础上,获得了0.41 K的温度分辨率和7.4με的应变分辨率,并定性给出了系统的仿真结果。分析表明使用Golay互补序列作为光纤传感系统的探测脉冲既可以提高系统的信噪比、温度和应变分辨率等性能又不降低系统的空间分辨率。     

超宽带正交脉冲波形设计

超宽带系统利用窄脉冲传输信息,其系统性能受脉冲的功率利用率影响.为了使脉冲波形充分利用FCC功率谱密度规范所划分的频段,该文从最大化功率利用率的角度出发,采用半正定规划的方法设计了一组脉冲超宽带的正交波形.设计得到的脉冲波形具有时域持续时间短、频域满足FCC规范及功率利用率高等优点,并且不同脉冲间在零点处互相关系数小,正交性好.通过将目标函数中的2-范数转换成1-范数,可以进一步增加正交波形的功率利用率,从而有效提高接收端的信噪比.设计结果表明这种设计方法是一种满足规范要求的较为理想的方法.     

超宽带探地雷达窄脉冲的产生

探地雷达发射、接收的脉冲宽度是纳秒级,要实现对纳秒级的脉冲进行采样,采样脉冲必须小于被采样脉冲,这就涉及到了亚纳秒级平衡采样脉冲的设计。选用阶跃二极管作为采样脉冲产生的核心器件,对分别产生的正负超宽带亚纳秒脉冲,利用ECL逻辑芯片输入电压与输出脉冲延时的关系来实现连续可调,利用钳位电路实现采样脉冲对的幅度一致,从而实现正负脉冲的平衡价值。     

通用SPWM发生器的实现及脉冲竞争消除新方法

为实现载波移相(CPS)正弦脉冲宽度调制(SPWM)策略在级联配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的应用,设计基于现场可编程门阵列（FPGA）芯片的载波移相通用多路SPWM发生器,载波频率、级联数可通过上位机进行选择.介绍通用多路SPWM发生器的设计原理、硬件结构及其通用性设计方法.针对大功率级联多电平逆变器较低器件开关频率时SPWM调制存在的脉冲竞争现象,分析产生机理并采用在三角波的升、降半周期内限制PWM信号翻转次数的新方法予以消除.在10 kV/2MVar的DSTATCOM装置上进行验证实验,实验结果证明所设计SPWM发生器准确、可靠以及脉冲竞争消除新方法的优越性．     

基于AT89S51单片机自行车里程/速度计的设计

设计并制作了一款以AT89S51单片机为主控制器,使用霍尔传感器进行自行车里程/速度测量的装置。这种装置通过检测霍尔传感器在一定时间内自行车轮胎旋转圈数,再利用软件编程将圈数转换成自行车行驶的里程和速度,最后用数码管显示里程和速度。这种装置具有超速讯响提醒功能,也可以运用于电动自行车、摩托车及汽车等机动车的仪表上。     

多用户干扰抑制超宽带正交脉冲序列设计

针对超宽带（U1tra—WideBand,UwB）多用户干扰问题,正交脉冲的产生是超宽带无线应用中关键技术。采用Rayleigh信号作为UWB基函数,使用Hermite矩阵特征向量分解方法,设计了UWB正交脉冲序列,从而达到抑制多用户干扰的目的。该方法产生的正交成形脉冲序列功率谱符合美国联邦通信委员会频谱规范,自相关性强,互相关性弱,利于多址检测。最后,分析了跳时脉位调制UwB系统的干扰抑制性能,仿真结果表明正交成形脉冲序列抗多用户干扰能力优于Gram—Schmidt过程得到的Seholtz正交脉冲序列。     

可去抖动的时钟脉冲发生器

为了克服晶体振荡器的温漂问题,提高时钟精度,控制输出脉冲。本文设计了一种脉冲发生器,采用基于分频链的时钟校准方法,结合脉冲控制电路,可以输出标准时钟脉冲。标准时钟脉冲在脉冲发生器的控制下产生频率和脉冲个数都可调节的脉冲序列,其校准精度达±0.25 ppm,校准范围±32 ppm。经仿真验证,该方案符合设计初衷,达到设计要求。