一种简易的高精度测温系统研制

分析了常用热电偶测温系统的一般结构,即通常包括滤波、放大、冷端补偿和信号线性化处理几个模块,因此电路结构复杂、开发成本高且易受干扰.针对这一缺点,开发了基于K型热电偶专用信号处理集成芯片MAX6675的测温系统,并详细分析了系统的特点及其实现手段.该系统通过设计专门的硬件电路,消除了温度集成芯片中放大器的零漂、温漂和时漂对系统精度的影响,同时通过软件手段,降低了MAX6675的测温误差,使系统测温精度远高于MAX6675的工厂校准温度,达到在室温下±0.25℃的精度等级,因此创建了结构简单、高精度、低功耗的温度采集系统.     

高精度GPS时间信息的研究与应用

本文介绍了GPS系统传递高精度时间信息的技术原理,提出了用GPS时间信息锁定高稳定度晶体振荡器的方法,建立了Kalman滤波模型,在GPS信号失效时通过滤波估计保持晶振正常输出.通过性能指标测量、分析,结果验证了GPS晶体频率标准具备较高的频率准确度和稳定性,能够用于时间频率的测量基准.     

分布式反馈激光器温度监测系统设计

为了保持分布式反馈激光器(DFB)工作时温度的恒定,提高输出激光的功率稳定度与波长稳定度,提出了一种模糊比例积分微分(PID)算法与遗传算法结合的温度处理优化算法,并根据DFB激光器内部温度传感器的非线性特性,设计了具有线性化处理功能的温度采集电路;采用正/反相功率放大电路,设计了半导体制冷器(TEC)双向驱动电路,实现了DFB激光器温度信息的采集、处理以及反馈调节的闭环监测系统。经MATLAB软件仿真,优化后的PID算法经15 ms到达设定温度值,最大波动幅度约为1.1,波动次数为1次;经系统测试,采用优化后的PID算法作为温度处理算法能够将DFB激光器工作时温度波动范围限制在±0.5℃之间并且使其输出激光的功率稳定度和波长稳定度分别达到了±0.1 mW和±0.5 nm。     

GIS红外温度传感系统的设计表征研究

文中设计并制造了一种可用于测量气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)触头以及母线等关键位置温度的红外测温系统,可对GIS设备的过热故障进行监控和预警。本测温系统设计红外传感测温模组对温度数据进行模数转换、滤波、校准、补偿后通过远距离无线电(long range radio,LORA)协议进行无线传输。通过定制化的红外介质窗口和密封系统实现红外信号的通路并保证设备的气密性和可靠性。将测温模组安装于红外介质窗口,实现对测温模组的安装固定。针对触头和母线发射率低、表面结构差异大、介质窗口红外光衰减以及SF6气体对红外光的吸收和衰减等因素,开发了温度补偿算法,大幅提升了GIS测温的可靠性。该红外测温系统可以在10～150℃的温度范围内实现对GIS母线和触头表面温度的测量,并达到±2℃的测温精度,证明了本红外测温系统的可行性。     

基于C8051F的恒温箱控温系统

介绍了一种以高速单片机C8051F021为核心的高精度恒温箱温度控制系统,阐述了系统的工作原理、硬件设计及软件设计。系统利用基于恒流源的桥式测温电路采样温度值,使用增量式PID算法进行闭环控制,输出16位脉冲宽度调制波(PWM),经滤波后转换为电流信号控制晶闸管调温模块,达到精确调节温度的目的。通过标准仪器的标定,证明系统完全可以满足控制要求,此恒温箱温度控制系统的实际应用表明系统性能可靠、控制精度高、实用性强。     

基于FPGA的多通道温度采编装置设计

针对飞行试验中对设备温度测量的需求,设计了一种适用于飞行测试的高精度多通道温度采编装置。设计以FPGA构建信号采集处理系统,采用AD8227和AD590来实现信号的调理和温度冷端补偿,通过标准RS422协议实现16路温度信号传输,并采取线性拟合的方式对输出进行非线性校正,提高了系统准确率和稳定性。测试结果表明,测温电路全量程内最大测量误差为±0.083%F.S.。经过测试验证,该方案传输过程无丢帧零误码,系统运行高效、可靠。     

基于保偏光纤温度传感器的全光纤电流互感器

基于保偏光纤(PMF)的温度双折射效应,提出一种高精度、低成本、传输距离不受限制的反射式PMF温度传感器(TS)。通过与全光纤电流互感器(FOCT)共享光源、传输光缆及信号采集单元实现系统集成,可实现FOCT的远距离无源温度补偿,降低系统成本。完成了样机研制及测试,结果表明,PMF-TS的测温分辨率为0.1℃,测温精度为±0.2℃,响应速度与18B20数字温度传感器一致,响应速度及分辨率优于PT100铂电阻温度传感器,测温精度优于光纤光栅式、拉曼散射式、荧光式光学温度传感器。经温度补偿后,FOCT在-40~70℃温度范围内的比差波动小于±0.2%。     

一种改进自动气象站信号模拟器温度通道的方法

针对现有自动气象站信号模拟器温度通道存在误差大、难以兼容不同型号采集器的问题,分析了CAWS600、ZQZ系列自动气象站采集器的测温原理,利用不同型号的采集器对JJQ1型信号模拟器的温度通道进行了测试,指出了测试数据存在抖动的原因,提出基于采集器的四线制测温原理,以定制的高精度、极低温漂电阻为核心,利用信号继电器构造四线制网络,辅以软件补偿,能适应不同型号的采集器的温度通道改进方法。最后,分别利用采集器和高精度万用表对改进的温度通道进行了测试,数据表明模拟的温度最大误差为±0.03℃,对应电阻的最大误差为±12 mΩ,满足行业标准QX/T 346—2016《自动气象站信号模拟器》,为自动气象站信号模拟器的优化提供了参考。     

基于LMS算法的分布式光纤测温系统中信号处理研究

光纤测温技术已基本趋于成熟,但系统的测量精度还有待提高,所以分布式光纤测温系统的信号处理对系统具有极其重要的意义,也是近年来的研究热点。在分析了系统的信号特点后,提出采用自适应滤波算法对反斯托克斯信号进行去噪处理并进行MATLAB仿真,验证该算法的可行性性。还将该滤波算法的不同种类进行多种组合实现对拉曼散射信号的二次去噪处理,并比较几种不同的自适应滤波算法及其组合的仿真效果。     

宽带OQPSK信号实时多域测试定时同步技术研究

提出了一种全新的宽带OQPSK信号实时多域分析架构,该架构能够同时实现宽带OQPSK通信信号实时多域联合分析和高精度指标测试。在此基础上,提出并详细讨论了一种面向测试的高精度宽带OQPSK通信信号联合定时同步算法。该算法采用基于多相滤波的任意倍数重采样器和基于最大似然估计（ML）的前馈载波相位和定时误差估计算法,通过对任意码率的被测OQPSK信号连续处理,快速实现高精度符号定时同步。该算法避免了OQPSK解调中载波同步和符号定时同步之间的相互影响和制约。经仿真验证,和传统的基于Lagrange插值的重采样算法相比较,具有更好的频谱抑制性能和更高的变换精度。结合载波相位误差和定时误差联合估计,快速实现了OQPSK信号高精度符号定时同步。     

自动气象站高精度温度校准系统

为了解决自动气象站的温度校准问题,对自动气象站测温精度和测温范围之间的关系进行了深入的分析和研究,设计了一种高精度测温系统。该系统以PT1000温度传感器、24位高精度AD转换器AD7799和单片机AT89S52为核心,采用直接测量、硬件校准与软件校准相结合的方法,设计了硬件电路和软件程序。实验结果表明,该系统工作稳定,可靠性高,在-50℃～+80℃的测温范围内,测温精度达到0.06℃,分辨率高于0.01℃,可用于对自动气象站进行温度校准。     

基于DSP的单相有源电力滤波器的研究与设计

首先介绍了单相有源电力滤波器的基本原理与系统结构,然后阐述了基于鉴相原理的谐波检测方法与系统总体的控制策略。针对有源电力滤波器高速,精确的要求,利用高速浮点数字信号处理芯片TMS320F28335作为主控器,设计了一套全新的单相有源电力滤波器,文中给出具体的硬件设计和软件流程。最后,通过实验表明,本文所设计的系统正确性和有效性。     

基于单片机微弱信号测量

介绍一种采用AT89Q051单片机对微弱信号进行测量的设计方法。重点阐述测量系统的硬件构成、各部分的主要作用及软件的设计，其特点是硬件电路简单，测量精度高，适用范围广泛。     

变电站绝缘在线监测系统抗电磁场干扰特性

为解决变电站存在严重的电磁场干扰易造成绝缘在线监测系统数据的波动大及不稳定的问题,在硬件与软件的设计上采用了多项抗干扰措施。从硬件信号的实现上,参考信号选自电容式电压互感器(CVT)一次而非电压互感器(TV)二次,增强了数据稳定性;研究并改善了传感器的屏蔽方式与系统接地方式,消除共模干扰;在芯片的电源与地之间加入滤波器,滤除电源中的尖峰和数字芯片的高频电流。在软件设计上选择改进基波法,应用数字滤波、谐波分析与自校正技术,消除了测量的随机误差。在高压试验大厅进行的电磁场干扰模拟试验验证了绝缘在线监测系统的整体抗干扰能力。目前该系统已在湖南省500kV云田变电站成功运行。     

基于单片机的温度存储测试技术研究

爆炸温度场具有温度高、面积大、变化快的特点,伴有高压及高速气流,常规的有线式温度测试方法存在测试电缆易损坏、误触发等问题。基于此,设计了一种爆炸温度场存储式测温系统。该系统由上位机及下位机系统组成,下位机系统主要由钨铼热电偶、信号调理模块、C8051F020单片机、存储模块、通讯接口等硬件组成,并利用C语言设计了测试系统的下位机程序,采用LABVIEW编制了上位机处理软件。分别从方案设计、硬件实现、软件实现等方面进行了研究和描述,并给出了测试系统的典型应用。实验结果表明,该系统稳定可靠,能够准确有效地进行温度信号采集,并获取相应的实验参数。     

图书馆环境温湿度检测仪设计

介绍了一种基于AT89C52单片机为控制核心的图书馆环境温湿度检测仪,实现了系统的温、湿度检测电路和LCD实时显示电路等硬件电路的设计。现场检测的试验数据与专业检测设备测试方法所得的数据比较结果表明,以所提方法为关键技术所设计的图书馆环境温湿度检测仪温度测量精度为±0．5℃,相对湿度测量精度为±1％RH,满足现场环境检测要求。系统运行可靠,结构简单,性价比高。     

基于SHT11的温室多点测量系统设计

温室内要实现温湿度的精确控制必须进行多点测量.基于这一要求,本文采用多个数字温湿度传感器SHT11来设计温室测量系统,以达到简化软硬件系统设计,提高测量精度的目的.首先介绍了SHT11的结构特点、接口电路和工作时序,然后确定了采用多个SHT11组成的温湿度测量系统的软硬件设计方案,最后基于AT89S52单片机设计了电路简洁、大大节省I/O口资源、具有现场独立显示和远距离通信功能的多点温湿度测量系统,并编写了PC机端直观的数据观测界面程序,为现代化温室的集中管理提供了条件.     

非线性绝缘的长周期梯形波响应特性测试系统

为了测试非线性绝缘电介质在低频电压激励下的响应特性,通过理论分析,提出了通过非线性绝缘介质在梯形电压波激励下的响应电流测试可得到非线性绝缘介质的电导特性和极化特性,并对测试系统的软、硬件进行了设计。硬件系统由信号发生器、线性高压放大器、微电流放大器、数据采集卡和计算机组成;在LabVIEW平台基础上开发了集数据采集、滤波、波形显示、数据存储等功能于一体的软件系统。阶跃激励下的响应测试证实该系统满足3Hz以下低频特性的测试,对线性和非线性介质的测试验证了系统设计的合理性。     

基于SHT11温湿度测量仪的设计

温湿度测量仪是对环境温湿度进行现场检测的常用仪表,讨论了一种基于SHT11的数字温湿度测量仪的设计方法.该温湿度测量仪的控制系统采用AT89S51单片机,温湿度传感器采用SHT11为主要硬件,通过仿真软件Proteus进行系统仿真与验证,最终实现简易数字式温湿度测量仪的硬件电路与软件程序的设计.实践证明该温湿度测量仪具...     

基于ADS8364的电能质量监测采集系统设计

电能质量监测是改善供电电能质量，降低电力系统故障的必要手段。本文设计了在电能质量监测系统中，起至关重要作用的信号采集电路。它是以ADS8364芯片为核心，外加输入信号的滤波和放大电路，在硬件连接上，还采用PLL锁相环技术来实现系统采样的逻辑控制，以达到同步的要求。最后结合实际电路，进行了系统的软件设计与实现。实践表明，该设计完全可以达到预期的采样精度，并能满足监测系统实时化的需要。