电压输出型传感器高精度数字转换模块的研制

传感器输出信号的数字采集是工业检测系统数字化的关键技术,通过对各种传感器的分析和研究,采用能适应0～100mV宽动态模拟输入信号范围、24位显示分辨率的数字采集技术,研制出电压输出型传感器高精度数字转换模块.该模块具有功耗低、体积小、可靠性高、使用安装方便的特点,解决了工业现场各种类型传感器输出信号的数字量转换问题,它为企业新产品研发和传统设备数字化改造提供了前端数字信息采集的硬件支持.     

基于定性趋势分析的空调系统传感器故障检测

提出了基于定性趋势分析的空调系统传感器故障检测方法。该方法将空调系统中信号相似的传感器分成一组,利用组中信号间的趋势相似性进行故障检测。采集了空调系统的传感器数据,对传感器偏置故障和漂移故障进行仿真实验,结果表明,该方法能检测传感器的偏置故障和漂移故障。     

基于DSP的数字心音信号检测系统设计

分析了心音信号的产生机理、信号成分及心音的临床诊断价值。根据人体心音信号噪声强、信号弱、随机性强、容易受到外界干扰等特点,设计了基于DSP的心音信号数字检测系统,该系统由心音传感器、放大电路、滤波电路、A/D转换和DSP等部分组成;使用该系统先后在多家医院进行了临床心音信号采集,300多例心音样本采集实验表明,本系统可实现对微弱心音数据的实时采集、放大与有效滤波,采集系统可以满足对心音信号的检测要求。     

温度检测系统电路的设计

本文介绍了一个能实现温度检测系统的设计。该设计采用单片机AT89S51和数字温度传感器DS18B20来实现温度信号的采集,用单片机AT89S52作为微处理器,由按键电路完成温度设定。信号采集模块直接与单片机相连,所用的元器件较少,硬件电路简单。通过单片机和数字温度传感器来现的温度检测,测量精度高,且电路简单。     

基于单片机的智能火灾报警系统设计

设计了一款基于单片机STC89C51的智能火灾报警系统,介绍了该系统的工作原理和设计方法。环境的烟雾信号由半导体气体烟雾传感器MQ-2采集,温度信号由数字温度传感器DS18B20采集,烟雾信号经ADC0832转换为数字信号后送单片机,单片机一方面对检测的烟雾和温度信号处理并通过LCD1602实时显示,另一方面与预设的烟雾和温度阈值范围比较并判断是否报警,通过加、减按键可设置报警的阈值范围,设置有紧急报警按键以应对突发情况。实验样机测试表明,该系统该结构简单、易于实现并且成本低,便于家庭用户的普及和推广。     

基于RBF网络的高炉热流分析传感器故障诊断

在炼铁高炉热流强度分析系统中要用到温度、流量等传感器,为确保热流分析系统中传感器数据的可靠性及系统的连续、稳定运行,诊断系统用径向基函数(RBF)神经网络对传感器进行故障判断。系统由上位机、温度及流量采集装置、传感器等组成,采用RBF神经网络为每一个传感器建立预测模型,网络的输入为传感器采集信号最近的n个值,输出为该传感器在n+1时刻的预测输出值。网络通过在线学习实现对传感器的在线故障监测,经仿真分析表明:用RBF神经网络构建预测模型可满足实时性的诊断要求,提高了诊断系统的诊断精度。     

基于PC机与单片机分布式温度采集系统的设计

针对远距离多传感器温度检测传输布线问题和多线路之间的干扰问题,以及对系统安全性、可靠性、稳定性的要求,本文对分布式温度采集系统进行研究,该系统主要采用总线方式的数字传感器,利用单片机与PC机的串口进行远距离数据通信解决问题,最多可以进行256路温度信号检测。     

矩形脉冲涡流传感器的缺陷定量检测仿真研究

传统的脉冲涡流传感器由于其结构特点,在实际检测中存在自身激励干扰,使得其对缺陷的检测灵敏度不高。为了提高传感器对缺陷的检测能力,采用矩形传感器对铝板上缺陷进行检测。在分析矩形脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了矩形脉冲涡流传感器检测模型,对矩形激励下方铝板表面涡流分布进行了仿真计算,研究了缺陷对空间三维磁场的扰动规律。仿真结果表明:矩形传感器能够在铝板表面激励出均匀的感应涡流;当有缺陷存在时,提取三维响应信号的幅值为特征量,分析传感器在扫描路径上不同位置检测幅值的变化特征发现,通过3个信号幅值变化的位置和幅值变化的程度可以实现对缺陷长度,宽度和深度进行定量检测。     

基于多传感器信息融合技术的粮食水分测定仪

仪器的总体设计是基于多传感器进行测量,主要的传感器是电容式水分传感器,用来准确检测粮食的水分含量,另外两个是称重传感器和温度传感器,主要检测粮食的容重和温度,同时采用C8051F020单片机作为系统的微处理器,通过测量粮食的水分。容重和温度等数据,利用先进的信息融合技术,对粮食的含水量进行拟合确定。     

微波检测粮仓储粮水分技术的研究

分析了微波水分检测技术的原理、特点及所采用的方法。针对微波透射过粮食后,其反射波的能量衰减,信号参数变化与介电常数及粮食水分含量之间的关系,构建了储粮水分检测模型。测量结果与传统的烘干法所得到的水分含量比较,比较结果表明,利用微波法能够快速、准确地检测出储粮水分含量,满足粮仓储粮含水量检测的需求。     

基于小波神经网络的木材干燥窑内传感器建模研究

针对木材干燥系统具有非线性、强耦合的特性,难以建立准确的数学模型,提出一种基于小波神经网络的建模方法。通过木材干燥窑内木材含水率传感器、温度传感器和湿度传感器采集的数据建立小波神经网络模型,并通过模型预测木材含水率传感器的测量值。小波神经网络将BP神经网络在非线性问题上自学习的能力与小波表征信号局部信息的能力相结合,具有很强的自适应分辨性和容错能力。利用实际木材干燥过程中采集的数据作为训练样本进行仿真实验。结果表明：小波神经网络方法建立的模型能够预测木材含水率传感器的测量值,模型泛化能力强,预测精度高于BP神经网络建立的模型,验证了小波神经网络对木材干燥窑内传感器建模的可行性和有效性。     

基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统设计

为准确评测机载防火系统的灭火功能与性能,设计基于微压差测量技术的灭火剂浓度机载测试系统。通过真空泵采集灭火剂与空气复合气体,利用过滤器对其展开过滤后,传输至微压差浓度传感模块,经该模块的气体加热器加热该气体,温度控制器控制所加热气体温度,然后通过节流设备使其形成压差,利用压差传感器变更压差信号为电信号,再应用信号处理器展开信号处理,计算出灭火剂浓度并得出与其浓度值呈正相关的电信号；依据该信号,利用流量恒定设备高精度控制灭火剂与空气复合气体流量,合并该气体流量后将其输入稳压缓冲罐进行缓冲,通过气体分析仪测量灭火剂与空气复合气体差异浓度和压差的关联,输出灭火剂浓度数字信号,并利用排气口将测试完的灭火剂空气复合气体排入真空泵,通过真空泵将测试完的灭火剂空气复合气体排放至空气内。试验表明：该系统的测量范围大、测量数据有效且精准程度高,重复与稳定功能性好,灭火剂体积浓度与维持时长在常温下大于低温下。     

基于89C52测温系统在测长仪上的应用

为满足数字式光栅测长仪测量精度的进一步提高,设计制作了一套适用于数字式光栅测长仪的高精度多路温度测量系统.系统采用新型数字式温度传感器,将温度量直接转换为数字量,送AT89C52处理.通过AT89C52处理后的温度数值由数码管显示.在保证电路各项性能的条件下,采用了尽可能简单的电路,同时提高了温度测量的精度以及抗干扰能力,且不受电源波动影响.经法定计量部门检定,测量精度达±0.1℃.在同精度的测温仪中,成本相对很低.     

基于FPGA的弹载数模混合采集存储系统设计

针对弹载试验过程中传感器输出方式的不同,设计了一种基于FPGA的弹载数模混合采集存储系统。系统选用Spartan-II系列的XC2S100作为核心处理器,采用16 bit的高精度A/D转换芯片ADS8365实现模数转换。FPGA控制将传感器输出的数字量和模拟量采集编码后存储到固态存储器FLASH中,最后,为了模拟系统在飞行过程中的状态,将系统放置在三轴位置速率摇摆温控转台上进行验证,试验结果证明,所设计的数模混合采集存储系统正确可靠,具有一定的工程应用价值。     

基于嵌入式系统STM32的超声波介质传输速度测试系统的设计

本测试系统由微控制器(STM32F103ZET6)、测温系统、超声波发射电路、超声波接收电路、显示系统等部分组成。先产生40KHZ的方波信号,再通过信号调整电路送到超声波发射探头。再通过对超声波接收探头采集到的回波信号进行整形并送入MCU控制器进行处理得到所需数据,并通过显示模块显示。通过温度传感器采集环境温度,并通过STM32F103ZET6控制器对采集温度传感器的信号进行处理分析,得到环境温度,并通过显示模块显示。并在不同温度下,实现了超声波在空气和水中传播速度的测量。     

多级导电式水位传感器设计及应用

针对传统水位测量方法中对水位信号进行模数转化产生较大误差,以及传统机械式水位传感器易磨损等缺点,提出了一种采用多级导电数字式的水位传感器检测电路,并分别从系统硬件设计和软件设计的角度,提出了增强系统可靠性的措施。本系统可以实现对水位信号的多级采集,避免模拟量转换成数字量造成的误差,极大地提高了检测的准确性,具有自动控制、可靠性高、监控及时、准确方便等优点,大大提高了检测水位信号的自动化程度。该系统的成功应用说明了其具有良好的工程应用价值。     

多测点智能温度传感器设计

针对广泛应用的温度检测,设计了一种多测点智能温度传感器。该智能温度传感器将多个常规温度传感元件、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器连接起来,利用三维单片智能传感器结构集成在一块硅基片上,实现了三维集成多层结构。同时智能温度传感器利用信号幅度、变化趋势、多测点冗余故障判决和传感信息融合方法,在实现传感故障诊断的同时提高检测准确度。     

应用于RFID的超低功耗CMOS温度传感器设计

针对融合射频识别( RFlD)的无线温度传感器节点设计的需求,采用0. 18μm 1P6M台积电CMOS工艺,设计了一种低功耗集成温度传感器.该温度传感器首先将温度信号转换为电压信号,然后通过经压控振荡器将电压信号转换为受温度控制的频率信号,再通过计数器,将频率信号转换为数字信号.传感器电路利用MOS管工作在亚阈值区,并采用动态阈值技术获得超低功耗.测试结果显示:所设计的温度传感器仅占用0. 051 mm2 ,功耗仅为101 nW,在0~100℃范围内误差为-1. 5~1. 2℃.     

无线温湿度测量传感器网络设计

无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送;文中介绍了一种无线温湿度传感器网络的设计,以PIC单片机为核心,利用集成湿度传感器和数字温度传感器设计出了温湿度传感器网络节点的硬件电路,并通过无线收发模块与控制中心通信,讨论和提出了传感器节点的低功耗设计以及数据通信的可靠性方法;该系统稳定性好,通信效率高,可广泛应用于环境检测.     

应用于无源RFID标签的BICMOS温度传感器

基于IBM 0.18μm SiGe BICMOS工艺,采用温度脉冲转换方式设计了一种应用于无源RFID标签的温度传感器。与绝对温度呈正比(PTAT)的电流源和电流饥饿环型振荡器产生频率与温度呈正相关的振荡信号,作为计数器的时钟信号;用数字模块对接收的帧头代码进行处理得到一个宽度为200μs的脉冲信号,作为计数器的使能信号;利用时域数字量化方式就可以得到不同温度下的数字信号。温度传感器总面积为0.03 mm2,温度在-100~120℃范围内变化时,振荡器输出频率范围由800 kHz~1.8 MHz。在1.8 V电源电压下,温度传感器平均输出电流约为13μA,芯片测试结果的有效分辨率可以达到0.864 LSB/℃。