一种小信号放大测量电路的设计

针对在恶劣工作环境中微弱信号无法准确测量的情况,设计了一种以高精度仪表放大器AD623为核心器件的放大测量电路,实现了对0m V~25m V范围内电压信号的精准放大,同时采用高精度光隔离器ACPLC87B,隔离测量端对采集端的影响。经试验测量,该小信号放大测量电路能达到百分之一精度,此外该电路还具有抑制共模干扰、抑制温漂、稳定性好、抗干扰性强等特点。     

磁致伸缩位移传感器电路系统的设计

为了实现磁致伸缩位移传感器的低成本化,提出了一种基于MSP430单片机的电路方案,分析设计了脉冲功率放大、信号放大与整形、时间测量、传感器输出接口等电路模块。磁致伸缩效应的特性,以及高精度时问测量电子电路的实现,保证了传感器的测量精度。电路系统各部分信号的实验波形和测试数据表明,传感器具有较高的整体性能,为传感器的低成本产品化生产奠定了基础。     

一种大电容测量中模拟小信号放大电路的设计

在大电容测量中,对大电容上的取样电压信号进行放大处理是最为关键的环节,其设计的优劣直接关系影响到测量系统的准确度.在对现有微弱信号放大器研究的基础上,设计出一种小信号放大电路,该放大电路以高精度的仪器仪表放大器AD623为核心器件,可根据输入电压信号的大小选择不同的增益,实现了1 mV～1 V范围内电压信号的精确放大,同时该放大器还具有抑制共模干扰、抑制温漂、稳定性好、抗干扰能力强的优点.对该电路做了详细的理论分析和实验论证,实验结果表明该放大器完全可以满足大电容测量的需要,在电子测量领域具有较高的实用价值.     

数字式微电容测量系统及其应用

本文针对介电常数和位移信息等应用领域对微电容测量的精度和功能要求,采用一种基于充放电原理的具有高抗寄生效应的微电容测量电路,由C8051F345实现数字化和多种软件功能.其中,利用片内可编程计数器阵列实现电子开关的死区控制,消除电路开关交叠期及电荷泄露,提高了测量精度.同时,片内10位A/D 对模拟放大电路部分的输出电压完成模拟/数字转换,进而由软件实现滤波等功能.该数字式微电容测量系统包括电容测量模块、介电常数测量模块以及位移测量模块,具备测量模式选择、量程自动调节、数据实时或定时储存等功能,测量结果由液晶显示,由串口、USB接口和网口实现与上位机及网络的通信.     

一种高精度光纤光栅传感器解调系统

如何实时检测传感光栅Bragg波长的微小偏移,是光纤光栅传感器实用化面临的关键技术.本文选择线性滤波法解调光纤光栅传感器.为使设计的解调系统具有结构紧凑、便于携带、使用方便、适用于野外作业的特点,并达到系统对测量精度和动态范围的要求,本文采用锁相放大电路和24位高精度A/D转换模块采集有用信号,降低了噪声,提高了信噪比,并且节省了系统的空间.同时,本文采用USB接口模块使数据存储和数据传输方便快捷,满足解调系统用于现场测量的要求.文中给出了系统的硬件设计和软件实现.最后通过实验和数据处理证明了该系统的精度.     

基于FPGA的多功能计数器设计

本设计以凌阳16位单片机Spce061A和FPGA开发板为核心,由移相电路、放大整形电路、系统控制模块及显示模块等构成了多功能计数器。系统实现了移相、频率测量、周期测量、相位差测量等功能。系统移相可达0°到360°,频率测量可达20 MHz,精度可达到10^-6。     

基于无线通讯的直流合成场和离子流密度同步测量系统设计

为了实现合成场和离子流密度的多点同步测量,对各种无线通讯方式进行了比较,针对合成场和离子流测量设备在地面应用的特点,选取绕射性能强、传播距离远的Si4463模块进行无线通讯,采用差分输入的方式减小场磨输入离子信号的干扰,利用T型网络在减小输入阻抗的同时提供足够的放大倍数以进行离子流密度的测量。根据测量电路特点,设计了相应的滤波器和可控放大电路。构建了同步测量的软、硬件系统。并通过标准装置进行了标定,制作了样机,进行了现场实验。研究结果表明,该测量装置线性度好,精度高,通讯距离可达500 m,完全可以满足直流合成场和离子流密度多通道、远距离、同步测量的需要。     

位置传感器PSD的应用电路设计

通过分析PSD的测量原理,设计了前置放大电路,根据PSD器件本身和前置放大电路中存在的问题,对电路设计进行了改进。实验证明,改进后的电路有较高的测量精度和准确度。     

采用PSD测量汽车的前束值和推进角

在汽车的测量中,目前主要采用光学器件如位置传感器PSD或者线阵CCD来测量前束值和推进角。和采用CCD设计的电路相比,采用PSD设计的电路简单,成本低,分辨率高,响应速度快,使用方便,但是PSD本身是模拟器件,受环境等因素影响较大。本文根据测量汽车的前束值和推进角的基本原理,设计了PSD的前置放大电路,根据PSD器件本身存在的问题,对电路设计进行了改进。实验证明,采用PSI）设计的电路测量汽车的前束值和推进角有较高的测量精度和准确度。     

基于AT89S52单片机的程控滤波器设计

以AT89S52单片机作为控制核心,设计一个高性能的程控滤波器。放大电路采用由单片机AT89S52、DAC0832和集成运放组成的程控放大电路,可实现对放大器增益的设置,同时实现增益的步进可调,增益变化范围为0～60 dB;显示部分采用OCM2×16字符点阵系列模块,以实现设置参数显示功能;低通选用二阶低通贝赛尔滤波电路,高通采用压控二阶高通滤波电路,选用X9312数字电位器来控制截止频率f_0在1～20 kHz可调。经实验调试,较好地实现了预定的功能,系统的可靠性和性价比较高。     

一种高频超声波换能器驱动电路的设计

本文设计了一种高频超声波驱动电路,此超声波换能器驱动电路的发射频率高达1MHz,而目前包括集成电路发射模块和分立元件组成的驱动电路发射频率多为40kHz。本电路主要用于对精度要求极高,如基于超声波的精确测量、美容器等领域。此电路为超声波应用于更多的领域提供了必要的准备。     

MEMS PIEZOELECTRIC ACOUSTIC TRANSDUCER

ABSTRACT

This paper presents the fabrication process and measurement results of microelectro-mechanical (MEMS) piezoelectric acoustic transducers. To increase the output sound pressure, a dome-shaped multi-layer diaphragm is designed and fabricated by adjusting the residual stress in the individual layers. Transducers work in either audio or ultrasonic frequency range if diaphragm is designed in different size. In the frequency range from 100 Hz to 7 kHz, the output sound pressure of audio transducers with 3 mm × 3 mm diaphragm is higher than 0.1 Pa. The maximum output reaches 1.1 Pa at 3.8 kHz. For ultrasonic transducers with 1 mm × 1 mm diaphragm, the maximum output is 1.26 Pa at resonant frequency of 54 kHz. All transducers show acceptable linearity over a wide range of input drive voltage.     

基于TMS320F2812的航空发动机转速信号采集研究

介绍了基于DSP的航空发动机转速控制系统原理。根据航空发动机转速测量原理以及电子控制器TMS320F2812的需要,设计了转速传感器信号调理电路,使用一款最新的电路设计及仿真软件Altium Designer6进行了原理图仿真,验证了调理电路的功能。同时设计了一种新的频率采集方法,使用TMS320F2812的事件管理模块进行频率信号采集,在测量频率范围很宽时都能够达到很高的精度。     

新型医用超声波氧气流量计

以PIC16F886单片机为处理器和超声波检测技术为核心,以MPLAB编写系统软件,设计医用超声波氧气流量计。本系统主要由PIC单片机模块、信号切换电路、模拟放大电路、滤波电路和电压比较电路组成。将氧气通过定长的管道,单片机给超声换能器发送激励信号,测出超声波顺逆流的渡越时间和氧气温度。基于最小二乘法曲面拟合算法,构建氧气流量与温度和时间差的函数关系式,完成对氧气流量的测量。测量结果表明该系统稳定可靠,精度高,具有很高的工程使用价值。     

一种新的快速高精度频率测量方法

本文提出了一种用Motorola公司推出的32位机中的CTM模块来快速、精确的硬件测频方法,该方法已被应用于低频低压自动减载电力自动装置中。采用这一方法,不需要专用的测频电路,简化了该装置硬件结构,同时装置性能得到改善,测频更快速、更准确。且该方法计算量小,测频速度快,特别适合于电网频率的微机实时测量。实践证明,这种方法在保证了较高测量精度的同时,能保证频率测量的快速完成,对于微型化智能测试系统的研制和进一步开发产品具有一定的参考价值和实际应用意义。     

Ultrasonic Doppler measurement using a pseudo-continuous mode

A pseudo-continuous ultrasound Doppler method was studied theoretically and experimentally. The principle of the method is based on the pulsed-wave mode. Short bursts are emitted with a high pulse repetition frequency, and demodulated echoes are integrated between emitted pulses. Gaps arise in the measurable range due to the lost echoes during emitting time, but a method for partly solving this problem that uses two alternating pulse repetition frequencies was suggested. The proposed pseudo-continuous method is useful for measuring high blood velocities, up to 3.8 m/s, with an emitted frequency of 3.2 MHz, at any depth up to 17 cm. Using the pulsed-wave mode, the maximum measurable velocity under similar conditions would be only 0.6 m/s. Thus, the maximum measurable velocity is six times higher in the pseudo-continuous mode. These results demonstrate the possibility of measuring high blood-flow velocities using a transducer and electronics compatible with the pulsed-wave mode     

基于磁电阻芯片的计转数模块分析与电路设计

为测量弹丸在旋转飞行过程中的转数,以确定弹丸飞行距离,设计了一种计转数电路,电路以巨磁电阻芯片为敏感元件,通过精密放大和脉冲扩展等模块将弹丸旋转圈数转换为脉冲输出。试验结果表明,当外磁场大于3μT时,计转数电路能够稳定工作,输出稳定的双脉冲,适用于转速为300~36000r/min的旋转弹丸,计转数模块的发射死角为2.86°。在考虑弹丸的章动和进动的情况下,可以在任何方向稳定运行,有望应用于弹丸上,实现定点起爆。     

基于FPGA时差法超声波风速风向仪前端电路的设计

在风能发电中,风速风向仪对系统有着极其重要的作用。本文介绍了时差法测量风速风向的原理。与传统设计不同的是,系统设计了基于低压驱动探头的驱动电路,降低了成本,减少系统因高压带来的干扰。在信号调理模块中,采用了集成低噪声放大器和滤波器。实验结果验证,各个模块的设计均符合系统的要求。     

直接式电流速度测量技术研究与实现

间接式电流速度测量中存在电路结构和测量过程复杂,测量结果影响因素较多等问题,同时为提高精度、降低成本,提出一种基于TDC技术的直接式电流速度测量方法,同时设计出以TDC-GP1为核心的直接式电流速度测量系统。本系统时间测量精度为125 ps,测量范围为3 ns~200 ms,如果以铜质传输线为介质可直接测量距离为0.9 m~60 000 km。对2 m长的普通网线进行实测,得到电流速度为0.290 m/ns,该值与约0.3 m/ns理论的值十分接近。     

振动筒式液体密度传感器的电路设计

本文根据谐振式液体密度传感器的基本原理,进行了振动筒式液体密度传感器的电路设计。该方法可以使燃油密度的测量精度达到±0.11kg/m3,具有可以在线连续测量,测量精度高,频率信号,易实现数字化远传,使用率高,稳定性、可靠性好等特点。