石英晶体参数测量的数字鉴相系统

石英晶体做为高精度频率源的核心部件被广泛应用于各个领域,对于高精度的石英晶体谐振频率的测量需要进行精确稳定的相位差检测;为了提高相位差测量精度,研究了高精度的数字鉴相方法,该方法可以提高π网络零相位法的检测精度,并且在鉴相的同时实现鉴频和鉴幅,可以利用鉴频提高鉴相的精度,利用鉴幅加快π网络检测速度;为了验证数字鉴相方法的有效性,研制了基于DSP的石英晶体参数测量π网络零相位法系统,利用该系统检测石英晶体的谐振频率,检测误差达到2PPM。     

基于数字移相的高精度到达时间测量系统

射频脉冲到达时间是电子对抗领域的重要参数之一,该文研究了一种提高脉冲到达时间测量精度的方法;采用Xilinx公司的Virtex-Ⅱ系列FPGA芯片实现了一种基于数字移相技术的高精度到达时间测量系统,并介绍了系统的结构框图和测量方法;通过结果精度分析,与通常的到达时间测量方法相比,该系统的精度可达到纳秒级,基本满足雷达信号分选识别的要求,具有一定的工程意义.     

风速风向的移动测量系统设计

针对传统测风仪器无法直接用于移动条件下(如车载或船载时)的风速风向测量的问题,设计了一种可以在移动平台上应用的超声波风速风向测量系统。该系统使用超声波时差法测量平面内二维风向风速,同时使用霍尔传感器和电子罗盘测量基座的移动速度和方向,通过微处理器对测得的风速风向进行修正,得到实际风速和风向。系统采用ARM作为核心控制器,提高了时差的测量精度,并降低了功耗。     

自适应等精度频率测量方法与实现

提出了一种自适应等精度频率测量方法.与传统测量方法相比,很好的解决了因存在±1计数误差而造成测量精度不高的问题.采用自适应分段设置最优时限闸门,消除了预设闸门的延时带来的不足,简化了电路结构,实现了宽范围、高精度测量.采用单片机设计了该频率测量方法的软硬件系统,实际测量结果表明被测频率在0.01 Hz-500 kHz范围内,测量精度达到0.001 Hz以上.     

基于数字内插法的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性以及测量精度,设计了一种基于数字内插法的时栅信号处理系统;利用粗计数法和数字内插法将时栅信号分成粗测和细测两部分分别进行测量,降低了对插补脉冲频率的要求,提高了测量精度;同时采用SOPC技术实现了系统电路的高度集成,并利用自定义指令提高了数据处理速度;实验表明,采用该系统后,时栅在40 kHz激励情况下误差为±1.2″,实现了时栅信号的高精度测量。     

基于实时互相关原理的风速风向传感器研制

介绍了国内外风速风向传感器的发展现状,列举出几种风速风向传感器应用场合。为了提高低风速的测量精度,降低现有传感器的成本,提出了基于互相关原理的风速风向传感器的原理和实现。设计了恒流源供电的风速风向传感器、信号调理电路和电压转换电路;通过dsPIC30F4011芯片的A/D模块实现数据的采集处理;通过CAN模块实现系统的远程监控。软件实现上,采用高效实时互相关算法,节省了存储空间,提高了计算效率。实验结果表明,基于互相关原理的风速风向传感器可以实时准确地测得风速风向,对小于10 m/s风速的测量有较高的测量精度。     

低功耗超声波风向风速传感器设计

介绍了超声波时差法风速测量的基本原理,以及基于CPLD+MSP430低功耗测量风向风速传感器的实现方法.设计了超声波发射驱动和部分接收电路,分析计算了二阶有源巴特沃斯带通滤波器.提出了采用峰值包络检波识别超声波到达时刻,以及CPLD高速计数的方法,实现高精度测量方法,并且详细叙述了超声波测风的实现过程.实验结果验证系统具有精度高、功耗低等特点和推广应用价值.     

电动舵机传动间隙精确测量系统设计与应用

采用位移传感器、电控平移台、气动滑台、微型压式传感器等并结合数字信号处理器的方案,设计了一种自动化集成测试系统,实现了对电动舵机传动间隙的精确测量.根据测量原理,采用两个高精度位移传感器进行测量方法的优化设计,避免由于扭矩输入产生径向窜动量造成测量精度误差;通过电控平移台和弹簧实现平稳施力,避免瞬间干扰力矩对产品和测试造成损害.实验结果表明,系统角度测量精度达到0.125′、角度分辨率达到0.75″,并且测试的重复性和可靠性显著提高,满足对电动舵机传动间隙较高精度的测量需求.     

基于游标细分方法的高精度时栅测量系统设计

为了提高时栅位移传感器的测量精度,介绍了一种不通过提高时钟频率而提高时栅测量精度的方法一游标细分法.借鉴于游标卡尺对齐细分的测量方法,对时栅时钟脉冲进行二次细分,实现了高分辨率、高精度时间量的测量,避开了复杂的电子细分.为了验证该方法的有效性,搭建了一套实验平台,实践证明:采用游标细分方法后,时栅位移传感器的时钟插补脉冲在41.7 ps的高分辨率下,测量误差峰峰值为±1.4”,实现了更高精度的测量.     

基于FPGA的多路极低温数据测量系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的极低温段温度数据测量系统的设计与实现方法。采用较宽测温量程(1. 2～325 K)的四线制铑铁热电阻传感器RF50—SQ,提高了系统的抗辐射和抗干扰能力;采用FPGA芯片的电路设计实现了并行、高速、多通道的数据处理与串行接口通信。对传感器原始分度表的数值预处理以及使用恰当的查表算法降低了FPGA内部电路设计的复杂度,提高了采样速率与测量精度。该测量系统在真空环境模拟设备的现场应用试验中,各项功能与性能表现较好,为低温试验技术提供了一种新的测量方法。     

一种新型叶尖定时信号高精度处理技术

提出一种新型叶尖定时信号高精度处理方法。采用固定频率脉冲填充方法，并基于CPLD、FIFO、EPP的融合技术，实现10ns的叶尖定时分辩力。利用CPLD设计了24位高速同步计数锁存电路，引入光通信用放大芯片设计了高灵敏度、宽频带光电接收预处理电路，并设计了高速EPP接口电路及软件。在实验室条件下对处理系统进行了功能验证，实验证明该系统可以实现0．4μw的弱光检测。     

基于STM32F的超声波风速风向仪设计

为提高风电机组的发电效率及降低作业事故,针对风电机组的风速参数控制要求给出了基于STM32F系列处理器实现的超声波风速风向仪测量系统.该仪器运用超声波时差算法测量风速风向,简化了信号处理部分的硬件设计,经有效的软件滤波平滑算法并通过风洞标定后,获得较高精度和稳定性.设计的超声波风速风向仪在气象监测和风力发电机组的运行控制等应用方面具有实际使用价值.     

风洞旋转轴天平信号处理系统设计

螺旋桨滑流带来的复杂气动力影响目前只能在风洞试验中获得,为了准确测量气动力从而获得螺旋桨滑流的影响量,使用旋转轴天平直接与螺旋桨相连并高速同步旋转进行风洞试验;对旋转轴天平的试验原理、数据处理方法进行了深入研究,设计开发了风洞旋转轴天平信号处理系统;综合考虑了信号衰减、电磁环境等干扰问题,通过时钟背板触发启动采集,保证了信号采集的同步性,系统整体处理精度等指标都满足试验技术要求;还创新性地开发出了风洞动态数据连续测量技术,大幅提高了试验效率;经过多次风洞试验测试,实现了对旋转轴天平信号的调理、采集和处理功能,为高效率、低噪声的先进螺旋桨设计和涡桨飞机气动噪声设计提供了技术支持。     

基于隧道磁阻效应的反正切转速测量方法

针对传统转速测试系统精度低、温度稳定性差、测量范围窄等问题,提出一种基于隧道磁电阻(TMR)效应的高性能转速测试系统.在没有误差校正的情况下实现了0.19°的位置检测精度,已经达到了工程应用中常见的2000线编码器精度.本方法在被测转轴上布置磁栅环,利用具有高分辨率高频响特性的隧道磁电阻传感器对磁栅微弱磁场变化进行检测,得出频率随转速变化的正余弦信号.实验分别采用定时测角法、定角测时法和反正切法计算转速,结果表明3种算法中反正切算法检测精度最高,可达1.25％,更适合于隧道磁阻转速测量系统.     

风速传感器测量结果的不确定度分析与评定

研究以自动气象站风速传感器为实例,采用性能稳定、状态良好的被测风速传感器、计量标准器皮托静压管、主要配套设备风洞、数字微压计、自校式铂电阻数字测温仪、数字式标准干湿表数字气压表。以大量的重复性检定试验为数据基础,通过后期数据分析处理,评定其在风洞试验室检定影响检定结果的测量不确定度。针对风速传感器的测量不确定的评定方法,建立了测量不确定度所需的测量模型,定量分析在风速传感器检定过程中可能影响其结果的因素,从而确保风速传感器计量检定数据的准确性与可靠性,保证了检定结果的可信度,提高了综合气象观测的传输质量。这为研究风速传感器的测量不确定度打下了坚实基础,也为今后自动气象站的风洞检定工作提供借鉴和指导意义。     

一种轴类零件边缘精确定位方法

针对目前的边缘检测算法存在定位精度低、处理速度慢、抗噪性能差等缺陷,提出了一种轴类零件尺寸检测的图像边缘高精度定位方法。该方法采用改进的自适应中值滤波算法、改进的Kirsch算子和在图像边缘灰度梯度方向上进行二次函数逼近高斯曲线拟合方法,实现了图像边缘亚像素高精度定位,提高了尺寸检测精度。通过对气门尺寸的计算机视觉检测实际应用,证明提出的算法精确且稳定,满足高精度视觉检测要求。     

基于DSP的线阵CCD高速精密测量系统的设计

传统的非接触线阵电荷耦合器件(CCD)测量系统,在速度和精度上都无法满足现代测量的要求。提出了以数字信号处理器(DSP)作为信号处理器,以复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为时序发生器,结合高速ADC和先进先出(FIFO)存储器的新测量方法。重点介绍了CPLD配合DSP进行高效、灵活的采集控制部分。实验表明:该系统高效、稳定。     

基于改进DenseNet网络的人体姿态估计

针对图像中由于人数不确定对处理速度的影响,以及不同人体或人体自身部位的相对大小不同等尺度因素影响导致通用的关键点检测方法的检测效果不佳等问题,提出一种改进的稠密卷积网络(DenseNet)结构用于人体姿态估计.该网络结构为单阶段的端对端的网络结构,利用深度卷积神经网络进行特征提取,在卷积网络末端通过特定的尺度转换结构得到6种不同尺度的特征图,使得网络能同时使用不同层次的特征进行多尺度关键点检测,可以有效提高检测精度.所提出方法采用自底向上的方式,使得网络进行多人姿态估计任务的处理速度得到保证.实验表明,所提出方法相比几种主流方法在多人关键点检测的平均精度上提升了1个百分点,为平衡姿态估计的速度与精度提供了一种新方法.     

线阵CCD信号采集与处理系统研究

介绍了一种线阵CCD信号采集和处理系统。利用仪表放大器对CCD输出信号进行滤波和放大,然后进行A/D变换。使用了双端口存储器,一组端口用于存储A/D转换结果,另一组实现单片机的访问。采用高速单片机提高数据处理速度,并完成较为复杂的算法以提高计算精度。CPLD用于驱动CCD和协调电路各部分的工作。实验表明该系统能从精度和速度两方面满足应用要求。     

多路并行高精度数据采集系统的两种实现方法

多路并行数据采集系统可以较好地实现Ａ／Ｄ采集的同步性和实时性,对于观察某瞬态时刻各路采集信号的状态很有意义。本文介绍了该系统的两种实现方法,合理地解决了限制采集路数和采样速率的问题,具有高速、高精度、多路同步采集及实时处理等特点,可广泛用于风洞吹风、发动机实验等诸多数据测试系统中。