3-D磁传感器的电路设计与信号处理

研究具有倾斜传感器的三维方向磁传感器电路设计及信号处理。首先,二维磁传感器HMC1052和一维磁传感器HMC1051Z正交测量地磁场的三个分量,并将其转换为差分电压信号放大输出,电压信号分别被A/D采样存储到单片机中;其次,倾角传感器输出与磁传感器的倾角成正比的脉冲信号,脉冲信号高电平被单片机内部计数器计算出存储在单片机内;最后,单片机通过串口将数据传送到PC机进行处理和显示。文中利用传感器的复位/置位电路有效地提高传感器的灵敏度,同时还对此进行了仿真。此外,通过软件方法消除电桥偏置电压。     

用于转矩和转速的单片机测量系统

本文介绍的单片机测量系统是智能化磁敏转矩转速仪中的实用系统。其测量原理是用单片机内部的定时器对转矩——相位型传感器输出的转矩信号和转速信号进行计时测量,计算出被测转矩和转速。系统除具有测量、打印和显示的功能外,还具有自检、温度补偿和超限报警等智能化功能。本系统不仅能对相位型转矩信号进行测量,也可对其它的相位型非电量信号进行测量。     

校车监控终端系统的设计与实现

针对校车经常发生交通事故的现状,提出了校车监控终端系统的设计方案。该系统以处理器S3C6410为硬件核心,以WinCE6．0操作系统为软件平台,通过USB摄像头实现视频采集并对校车进行无线网络实时监控;该系统也利用MMA7361L加速度传感器和STC12C5410AD单片机采集加速度信号,监控服务器端可通过设定加速度报警阈值来控制加速度的输出,实现了校车的加速度测量与监控。     

三轴磁敏传感器误差分析与校正研究

三轴磁敏传感器被广泛应用于空间磁场测量。但由于非正交性、各通道定标比例系数的不一致性以及各通道零点偏置,三轴磁敏传感器不同的姿态会导致测量结果上的差异,即存在转向误差。首先对三轴磁敏传感器转向误差进行了细致的分析与计算,提出了一种轴间正交化、调整灵敏度和减小零点漂移的转向误差模型。然后,建立了与之对应的神经网络结构以实现对转向误差模型参数的智能辨识。最后,通过建立的误差模型实现了对转向误差的自校正。实验结果表明,所提的自校正方法能有效改善三轴磁敏传感器的性能。     

基于STM32单片机的车辆状态参数自动检测系统设计

为实现车辆液压油温、调平高度以及连接器通路状态参数的自动监测，提高车辆测试状态检测便捷性，设计了以STM32单片机为核心的车辆多参数自动测量系统。该系统利用PT100传感器采集车辆油箱温度值，利用激光测距传感器采集车后左右横梁高度值，通过信号测试模块测量连接器特定点位接通状态，测量参数通过STM32F103单片机数据处理和变换，传输至车辆驾驶室手持测试终端，完成数据显示与超值预警功能。测试结果显示，该系统精度高、成本低、使用便捷，可大幅度提高测试效率。     

应用磁敏Z元件直流无刷电机电子换相电路的研究

对磁敏Z元件的基本伏安特性、磁敏特性进行了实验测试,给出了实验结果,从内在微观结构和导电机理上对磁敏Z元件的特殊性质进行了分析.利用磁敏Z元件的特性,设计了用磁敏Z元件作位置传感器的直流无刷电机的电子换相电路,实现了在磁敏Z元件采集到的正弦信号驱动下对四个绕组有序选通的控制,并针对Z元件输出信号随温度漂移的现象进行了测试分析.     

基于扇形MAGFET同步取样模式的CMOS磁敏传感器集成电路

研究了基于扇形MAGFET同步取样模式的CMOS磁敏传感器集成电路,并由0.6μm CMOS工艺实现.该CMOS磁敏传感器集成电路以共源极的扇形分裂漏磁敏MOS管作为磁敏传感单元,使磁敏传感器在参考工作模式和测量工作模式下实现同步取样,测量垂直磁场的同时,实现了在屏蔽磁场的参考工作模式下对磁敏传感信号进行噪声校正的功能.经过集成电路芯片的测试验证,同步取样模式具有较好的噪声校正功能,工作频率为20 kHz时,磁敏传感器的灵敏度为2.62 V/T.     

基于三端式磁通门传感器的弱磁测量系统设计

利用三端式磁通门传感器测量微弱低频弱磁信号原理,设计了磁通门测磁系统用于测量不同质量的磁性材料。该系统可以直接测量一定质量的磁纳米粒子感应磁场强度并将其转化为直流值电压,然后让电压值与质量建立对应关系。在分析三端式磁通门传感器的工作原理的基础上,基于二次谐波法,设计了包含差分放大、选频放大、带通滤波、相敏检波和低通滤波的测量电路,然后在此基础上设计了差分式双探头磁通门传感器弱磁测量系统,最后通过实验测试和数据采集与分析,证明利用此种原理设计的测量系统可以检测不同质量的磁性材料。     

电磁诱导农用喷雾机器人路径导航系统的设计与实现

针对温室内农药喷洒作业自动化的需求，设计了一种电磁诱导式农用喷雾机器人路径导航系统．采用数字波形合成技术设计实现了基于ARM7单片机的信号发生器系统．研制了机器人位置检测传感器和以霍尔芯片为核心的磁标志检测传感器．利用信号发生器和传感器成功实现了喷雾机器人的导航控制．     

新型InSb-In薄膜磁阻式振动传感器的设计

介绍了一种用InSb-In共晶体薄膜磁敏元件制成的准全方位振动传感器.它由两对对称轴方向互相垂直的InSb-In磁敏元件构成,可将检测方位范围由一维扩展到现在的二维平面,并用单片机P87LPC760对传感器信号进行处理,应用中可提高检测信号的准确性.经实测, 在机械振动的中低频率检测范围内,传感器的有效频带不窄于4～760Hz,其通频带内信噪比为30～32dB,经换算得灵敏度为16mV/gn.同时,得到传感器振动强度大小与磁敏电阻器输出信号关系曲线.     

附着式轧制力传感器及其零点校准

为实现轧制力传感器的快速安装,将附着式传感器安装于轧钢机机架立柱中性层上,通过测量机架立柱中性层上的应变,间接获取轧制力信息。为克服系统零点漂移对测量精度的影响,用数字电位器结合微处理器组成智能零点校准电路,智能识别零点漂移信号,并控制数字电位器进行实时零点校准,从而使系统的测量精度达到了1%FS的实用要求。     

基于Atmega16单片机的重物提升控制系统设计

为了实现对重物提升的精确控制,设计中选择了以Atmegal6单片机为核心的控制系统。根据控制要求,提出了实施以单片机主、从结构的控制方式。重点介绍了用光电编码器作为传感器、对传感器输出的脉冲信号进行整形、鉴相后送入单片机计数的硬件电路和单片机对计数脉冲、设定位移量进行计算处理的软件程序,根据计算结果完成相应的智能化控制。     

基于Atmegal6单片机的重物提升控制系统设计

为了实现对重物提升的精确控制,设计中选择了以Atmegal6单片机为核心的控制系统。根据控制要求,提出了实施以单片机主、从结构的控制方式。重点介绍了用光电编码器作为传感器、对传感器输出的脉冲信号进行整形、鉴相后送入单片机计数的硬件电路和单片机对计数脉冲、设定位移量进行计算处理的软件程序,根据计算结果完成相应的智能化控制。     

一种新型智能空调遥控器

为了解决空调遥控器不兼容问题,设计了一款基于Atmega16单片机的智能空调遥控器。该遥控器采用测量脉冲宽度的方法学习红外信号,同时使用游程编码算法对数据进行压缩后存储,并利用单片机内部定时器PWM模式产生红外载波,成功实现了对红外遥控的学习与再现,并可通过上位机进行控制。经运行测试表明,该智能遥控器操作灵活,性能稳定,为智能遥控器设计提供了一种新方案。     

基于HMC1021的磁导引AGV控制系统的设计

磁条导引方式因其成本低、路径规划灵活和抗干扰能力强而在AGV的导引控制系统中普遍使用,而磁感应信号的数据采集、控制系统结构和控制策略的设计等都是需要深入研究的问题。以差速驱动转向AGV为研究对象,以模块化、通用化设计思路为导向,给出了一种分布式磁导引AGV控制系统设计和实现方案。采用Atmega 128及外围电路作为主控单元, Atmega 16和信号调理电路为数据采集单元、HMC1021为磁条检测传感单元来设计控制器的核心硬件结构,主控单元和数据采集单元之间通过RS485通信交换数据。随后在分析和研究AGV差速驱动原理的基础上,给出了从传感到速度控制的通用模式,并且提出了查表和模糊控制相结合的通用性控制策略设计方法。软硬件测试和实验结果表明了该设计方法的可行性和有效性。     

基于磁阻传感器的铁磁体探测系统设计

简要介绍了铁磁体在地磁场中的模型,针对磁异信号的检测,设计了一种基于各项异性磁阻传感器的三轴测试系统。硬件电路主要包括：磁阻传感器、置位／复位电路、信号调理电路、A／D转换电路及控制电路。该系统由Honeywell公司HMC1001和1002组成三轴测量传感器,利用FPGA作为控制器实现对磁异信号的采集。试验结果表明,系统能够对移动目标铁磁体进行有效检测,并可达到较高的检测精度。     

磁传感系统在室外移动机器人导航中的研究

详细介绍了室外移动机器人磁导航系统中磁钉材料、形状及尺寸的选择原则．在分析各种磁传感器特性的基础上，选择HMC1022型磁阻传感器作为磁信号的检测元件．利用13个磁阻传感器，形成了用于检测磁钉磁场的磁尺．磁尺安装在车辆前保险杠上相对地面比较高的位置，解决了应用霍尔传感器等进行磁导航时安装高度比较低的问题．提出了一种改进的序列算法，根据相邻传感器的比值，通过设定阈值来细分区间，从而获得了更精确的磁定位结果．实验结果验证了改进序列算法的精确测量特性．     

语音控制的四旋翼飞行器设计与实现

基于语音识别技术,设计了一套语音远程控制四旋翼飞行器的系统。使用LD3320语音处理芯片和STM32微处理器实现语音识别功能,采用NRF24L01将识别结果传输到飞行器。选用STM32作为四旋翼飞行器的主控芯片,采用六轴运动组件MPU6050、三轴数字罗盘HMC5583L等传感器对飞行器的姿态进行实时测量,再利用数字滤波器对姿态信息进行处理,然后采用四元数进行姿态解算,最后运用双闭环PID控制算法实现姿态控制的要求。测试结果表明,通过语音可以控制四旋翼的正常飞行及姿态变化,系统稳定可靠。     

无线电能表抄表系统设计

无线电能表抄表系统是一项基于ADE7755高精确度电能测量芯片、无线通信芯片nRF905、微控制器Atmega16L以及1602液晶等辅助电路的综合应用技术,实现短距离（约1000米）无线抄表。本系统能够实现各个电力用户的用电自动计量、存储、以及无线传输,方便电能表抄表人员对用户用电信息的采集。本系统分为三个模块：手持无线抄表器、客户端无线电能表以及客户端管理器,他们之间进行无线通信。     

Recursive parameter estimation of exhaust gas oxygen sensors with input-dependent time delay and linear parameters

Exhaust gas oxygen sensors are widely used for emission control in internal combustion engine systems. Due to their working principle and their positioning, these sensors are subject to input-dependent time delays and input-dependent linear parameters. Consequently, the corresponding time delays and linear parameters can vary fast, i.e. at the same rate as the respective input signals. This paper presents an extension of an existing gradient-based least-squares algorithm and its application to recursively estimate the input-dependent time delays and linear parameters of wide-range oxygen sensors in diesel engines. The extended algorithm is applied in a detailed simulation and experimental study involving real wide-range oxygen sensors that are affected by drift, aging, clogging and manipulation. The input-dependent time delay and linear parameter estimates obtained with the proposed recursive algorithm accurately reproduce the estimates obtained with a numerical offline optimization procedure.