多波长边缘电场传感器介电测量系统的研究

边缘电场传感器在工业生产过程控制中应用广泛。多波长传感器具有多个穿透深度,能够同时测量非均匀样本不同深度处的介电特性。以三波长叉指型传感器为研究对象,研制以TMS320F28335DSP为核心的介电测量系统,系统硬件包括驱动电路、调理电路、信号采集、人机接口、电源管理等。系统软件包括初始化、驱动控制、调理输出、计算模块、中断模块等。提出采用遗传算法优化的BP网络建立介电特性和极间电容之间的模型,根据系统测量的电容值求解介电常数。研制三波长传感器,利用测量系统进行实验,结果表明,该系统能够有效实现非均匀样本的分层分析。     

磁隔离技术在航天器二次电源系统中的应用

分析了航天器二次电源系统设计中信号隔离传输的需求,针对传统应用中光耦器件存在的抗辐照敏感及霍尔传感器在高电压测量时功耗大的问题,提出了基于磁隔离的电路解决方案.采用开关电源中常用的器件分别设计了DC/DC变换器中磁隔离反馈电路、磁隔离遥测采样电路、磁隔离基准电压输入电路以及磁隔离驱动电路.实验结果表明,所提出的电路均实现其设计功能,在一定场合能替代霍尔传感器、光耦合器等器件,简化航天器电源系统的设计.     

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。     

一种小功率无刷直流电机控制系统的设计

无刷直流电机控制系统由控制电路、检测反馈电路、信号隔离电路、驱动电路、主电路五大部分组成,其中控制电路采用MSP430F1611单片机实现,信号隔离采用了高速光耦6N137,转速检测利用无刷电机内部的霍尔传感器实现;电流检测引进了TI公司的霍尔电流传感器ACS712;驱动电路采用IR2130驱动芯片,该芯片自带2μs的死区时间,可同时输出六路驱动信号;主电路则采用三相桥式结构,由六个场效应管IRF540构成.整个系统按照转速、电流双闭环控制方式,引进PI算法,以一台52W的无刷直流电机(42BLF02)为被控对象,实现了电机的转速控制并保证了良好的稳态及动态性能,整个系统充分发挥了集成芯片的优势,电路简单,功耗低,而且可靠性比较高,具有一定的应用价值.     

无转子位置传感器的开关磁阻电机转速控制

对去掉开关磁阻是电机驱动系统中的转子位置传感器的问题进行了讨论和研究。提出用测试定子绕组电感来研究转子位置信号和控制信号的新方法，这一方法具有能直接给出转子位置信号和控制信号，易于用简单电路构成等优点。     

大功率晶体管模块驱动电路

给出了一种适用于大功率晶体管模块的驱动电路，介绍了控制信号传输、驱动放大及异常工况下的有效保护等电路环节，讨论了信号传输中抗ｄｖ／ｄｔ位移电流干扰和驱动电路的保护容错等问题，试验及实际系统中应用表明，所提出了驱动电路具有抗干扰能力强，传输及驱动速度快，可用于驱动高至３００Ａ／１ｋｖ 及以上容量大功率晶体管模块。     

微波功率测量中的小信号检测

现代微波功率测量仪器大多采用基于微波二极管检波方式的微波功率传感器进行功率测量。二极管功率传感器具有功率测量动态范围大、灵敏度高的优点,但在进行微波小信号检测时输出电压非常小,受噪声影响大,非常难以检测。分析了微波功率传感器中影响小信号检测的噪声来源,针对这些影响小信号功率测量的噪声,从检波电路、斩波电路以及数据采集电路等方面综合进行设计,有效地提高了微波小信号的功率测量灵敏度和准确度。应用于新型微波功率测量仪器中,取得了很好的效果。     

三色线阵CCD高速信号处理系统的优化设计

为提高线阵CCD测量系统的测量精度和抗干扰性能同时保证系统信号处理速度,总结并试验了几种常见的CCD信号处理方案,并提出对应优化设计。阐述了线阵CCD传感器、CCD驱动电路的工作原理,着重分析研究了CCD测量系统中的信号采样和处理过程。详述了CCD输出电压特性,分压电路、滞回比较电路工作原理和MCU采样时序。试验结果表明,相比传统使用单比较器的方案,使用多滞回比较器的设计系统精度得到大幅提升,同时抗干扰性能也得到更好的保证。该设计已应用到印刷行业的纠偏控制器中。     

一种电控可变波长的多气体红外传感器

设计了一种电控可变波长的多气体红外传感器,此传感器包括电源电路、红外光源、测量气室、电控可变波长探测器(此探测器的探测波长会随着控制电压的变化而变化)、DA转换电路、电压控制电路、信号放大和滤波电路、AD转换电路、微处理器和信号输出模块组成。红外光源发出宽带的红外光,通过调节电压来改变探测器前面的法布里-伯罗腔滤光器的腔长,使不同气体的吸收峰的光被探测器接收,如甲烷、二氧化碳等,从而达到测量不同气体的目的。该系统采用先进的红外吸收光谱技术,具有测量气体可变、灵敏度高、抗干扰能力强、响应时间短等特点,同时由于信号和参考使用的是同一探测器,因而可以消除温度对探测器的影响及探测器失配等问题。     

短距离激光测距传感器系统设计

工业检测中微小位移的测量需求越来越广,而常见的超声波测距、红外测距等都无法满足测量要求。基于主动视觉原理和三角法的基本测量原理,设计了单片机采集PSD驱动电路、I/V转换电路、放大电路、滤波电路等,实现了两路电压信号的输出;再通过软件实现信号的采集与滤波,最后利用非线性曲线拟合的方法,封装形成了一种基于PSD的激光三角法测距传感器。通过实测,在20~60 mm内的测量误差小于1%,可以满足工业现场的测量要求。     

双声路声表面波传感器测量系统研究

环境温度对声表面波传感器影响较大，常采用双声路结构补偿环境温度的影响，本文结合声表面波器件结构，设计了一种新的测量系统。它由交替工作的延迟线振荡器、混频电路和数字信号处理电路组成。延迟线振荡器输出信号经滤波后与109MHz的本机晶体振荡器输出信号相混频，通过低通滤波取其差频，并经整形后由数字信号处理电路处理。应用标准信号源验证了测量系统的准确性，频率跟踪特性误差在50Hz以内。测量系统显示直观，精度高，是双声路声表面波传感器理想的测量系统。     

扩展压电传感器频率响应范围的方法研究

为了进一步提高压电传感器及其信号调理电路的低频响应能力,扩展压电传感器的工作频带,通过分析压电传感器电荷放大电路的频率响应情况,提出了采用数字滤波器进行补偿的方法。利用对压电传感器标定后获得的输入输出和MATLAB软件设计了FIR滤波器,并将传感器测试系统与滤波器串联来复现原有被测信号。仿真结果表明该方法使压电测量系统的工作带宽得以扩展,进一步降低了整个压电测量系统的低频截止频率,达到了减小动态测量误差的目的。     

柔性压电复合材料薄膜无线应变传感器研究

设计了一种基于柔性压电复合材料薄膜传感器的无线测量系统。系统主要包括压电薄膜传感器、接口电路模块、AD采集模块、数据处理模块和无线传输模块。压电薄膜传感器将结构振动信息转换为压电信号,系统对压电信号进行放大、采集、无线传输和接收。提出了通过系统采集电压反解结构应变的方法,推导了压电信号的传递函数,建立了系统采集电压与应变的关系,因此可基于系统采集的电压反解出结构振动的频率和应变幅值,从而实现结构应变测量。实验结果表明,该系统对结构的振动频率和应变可实现精确测量。且该系统的无线测量距离可达40 m,因此,其能部分替代传统的有线测量系统,具有广阔的工程应用前景。     

电涡流式电缆绝缘偏心在线测量系统的研究

电缆绝缘偏心不仅造成了材料的极大浪费,而且影响电缆的性能参数。对电缆绝缘偏心测量系统展开研究以实现电缆绝缘偏心的在线检测。首先对涡流传感器进行等效电路分析,在此基础上分析了由电感、电容谐振电路构成的载波信号发生电路,并通过微调电容获得了标准频率的载波信号;传感器输出的测量信号是中频的交流模拟信号,在下位机系统设计了鉴幅、滤波、放大电路,将测量信号转化为模数转换器可以接受的直流信号。系统采用12位模数转换器TLC2543实现模数转换,使得转换误差达到1／4095,可以满足测量的精度。     

基于相关检测的漏点定位系统设计

利用管道泄漏时产生频率相对稳定的振动现象的特点,使用互相关函数峰点跟踪系统的设计原理,结合单片机系统,设计使用方便的泄漏点定位测试系统.该系统首先将振动传感器信号转化为频率信号,由单片机及其辅助模块对频率信号进行计数、计算并显示结果.该系统能有效地抑制噪声,快捷而准确地检测到漏点位置,且可以自评定测量结果是否准确.     

基于容性设备泄漏电流的电网电压测量方法

基于电容型设备泄漏电流,研究了电网工频电压和内部过电压的测量方法。采用高精度宽频带电流传感器检测容性设备的泄漏电流,通过有源积分电路将电流信号重构成电压信号。分析了容性设备等值电路及泄漏电流与电压的传递函数,研究了电流传感器的工作原理及其影响因素。通过采用有源积分器,提高了输出电压响应的幅频特性。采用的电压传感器结构简单,与高压系统无电气连接,具有很好的安全特性。工频和操作过电压实验结果表明,所设计的电压传感器具有很好的精度和线性度,可以用于高压电网的电压测量。     

基于累积释放模型的测量电路研究

在谐振式传感器、多普勒频移等应用中测量频率的相对变化更有用,因此探索对频率变化的精确测量有很现实的意义.以圆映射动力学为理论基础,按照累积-释放模型的变化规律设计测量电路.在一定的条件下,使电路处于混沌状态,这时的输出对频率的变化非常敏感.在输出轨道的符号序列与输入信号的频率之间建立对应关系,频率的微小变化可以转化为符...     

加速度传感器信号重建的几种仿真方法比较

在瞬态加速度信号测量中,不同的加速度传感器安装方式会影响传感器系统的有效测量频带范围,引起加速度信号高频成分的放大或者缩小,使得测量结果的误差较大。为解决该问题,本文利用频域建模法、频域插值法以及时域建模法对加速度传感器的安装传递函数进行处理,并结合逆滤波技术对畸变的测量信号进行修正与重建,使重建后的加速度信号更加逼近真实的瞬态响应信号,从而减小传感器安装方式对测量带来的影响。详细讨论了三种方法的基本原理,并在Matlab环境下进行了信号重建的仿真研究,获得了相关有价值的认识。实践应用表明,这几种方法均能有效提高信号的测量精度。     

地表相对介电常数实时监测系统设计

在雷暴云定位中，地表相对介电常数的测量至关重要。为解决地表介质连续监测难的问题，分析同面极板电容传感器测量原理，建立同面极板电容传感器理论模型，结合实际地表监测应用环境，完成传感器设计；引入电介质的德拜弛豫关系，研究契合地表介质测量的最佳驱动信号频率；设计信号调理电路，进行温湿度补偿，利用最小二乘法线性拟合最佳数据匹配函数，提高测量精度。实验结果表明，该系统测量误差小于5%，能够有效的对地表相对介电常数进行实时监测。     

基于电磁谐振的电感式位移传感器的频率分析

本文讨论了一种电感式位移传感器及有关特性的测试.针对位移传感器在机械加工平台上的应用,从理论上分析电磁谐振工作原理,设计了传感器的结构和电路,并对传感器性能进行了测试.在PC端利用LabVIEW对测量系统进行控制并采集数据,通过分析该种传感器的频率特性,确定了其最佳谐振频率的选取原则.