基于锁定放大器相关原理的超导电阻测量系统

针对超导体电阻值微小、信号中通常会夹带大噪声造成的超导电阻信号测量困难的情况,通过对超导电阻特性和传统测量方法的分析研究,提出了一种基于微弱信号检测的超导体电阻测量的新方案.利用高性能DSP芯片TMS320VC5509A,软件实现了超导体电阻的测量,同时利用89C2051单片机配合双积分A/D转换器ICL7135测量超导体的环境温度.实验表明,系统能够有效地检测微弱的超导电阻信号,运行稳定,有良好的测量精度和灵敏度,充分显示出了自身在超导体电阻测量等微弱信号检测方面的优越性.     

“揭秘”稀土超导材料

1“神奇”的超导材料1.1何为超导材料超导材料,就是常说的“超导体(superconductor)”,主要是指某些金属、合金和化合物,当温度降到某一特定值时,例如在绝对零度(-273.15℃)附近,其电阻就会率突然减小,甚至消失而无法测量(通常在实验中,如导体电阻的测量值低于10~25Ω,可视为电阻为0。),此现象就是“超导现象”。超导材料就是能够发生超导现象的物质。     

相关检测技术在CO气体监测系统中的应用

相关检测技术是实现微弱信号检测的重要方法。本文介绍了该技术在非分散红外CO气体监测系统中的应用,根据相关检测理论,设计了同步相关检测电路,成功地实现了信号和噪声的分离度。实验表明,设计的基于相关检测的CO监测系统在0~200ppm的测量范围内有10ppb的监测精度。     

基于变形Lorenz系统和李雅普诺夫指数的微弱周期信号检测

提出了一种变形的Lorenz混沌检测系统,此系统主要具有混沌态和类周期态2种状态。利用最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统由混沌态趋于类周期态变化的量化依据,自动识别混沌系统的临界状态,更准确地判断微弱信号的存在。将互相关检测方法与混沌检测方法相结合,实现强噪声背景下微弱周期信号检测。仿真结果表明,该方法能有效地检测出强噪声中的微弱周期信号。     

基于非线性耦合双稳态随机共振的轴承微弱故障信号增强检测方法研究

针对滚动轴承微弱故障信号难以检测的难题,提出一种基于新型非线性耦合双稳态随机共振模型的轴承微弱故障信号增强检测方法。噪声背景下,随机共振可以实现微弱信号的增强输出,提高微弱信号特征的检测。提出的非线性耦合双稳态系统是由两个单一双稳态系统经非线性方式耦合而成,通过分析耦合系数、阻尼系数随着噪声强度改变的信噪改善比响应特性曲线图研究了不同参数对随机共振现象的影响。结果表明,耦合双稳系统比单一双稳态系统具有更强随机共振现象的产生。最后采用模型对轴承故障微弱信号进行了增强检测应用,所提出的非线性耦合双稳态随机共振能够实现在复杂的噪声背景下对微弱故障信号的检测。     

提高小信号测量精确度的策略研究

在高程度数字化的今天要对各类微弱的信号进行检测已经不能使用传统的指针式检测仪器了,数字化的仪表设备才能够满足检测各类信号的需求。其测量精度高、结果直观形象,操作便捷,具有安全、准确、可靠、智能等特点。当前已经存在各类型微弱信号的检测系统和设备,在灵敏度极高的仪表中大部分都配设了传感器,一般情况下传感器所输出的信号十分微弱,只有微伏级,而且时常会受到电磁波与外界噪音的干扰。为了进一步提高小信号的测量精确度文章主要阐述了两种主要策略。     

外加周期信号控制下的随机共振及其应用

分析了双稳系统的Kramers逃逸率与外加周期信号参数的关系,揭示了外加周期信号通过调节Kramers逃逸率影响微弱周期信号的随机共振效应,从而人为地产生或增强随机共振,实现随机共振的有效控制.数值仿真和实验结果表明,外加周期信号控制下的随机共振,可以增强双稳系统输出功率谱在微弱周期信号频率处的谱值,检测出强噪声中的微弱信号,在涡街频率检测方面的应用是可行和有效的.     

基于SQUID的磁纳米粒子磁特性测量研究

基于超导量子干涉器件(SQUID)的高灵敏磁通电压转换特性,将探测磁纳米粒子磁特性的线圈的微弱磁信号转换成电压信号输出。设计了包含激励源模块,信号测量模块,人机交互模块的测量系统,并采用标定线圈完成了测量系统的标定,实测数据表明,该系统可用于对磁纳米粒子磁特性的测量,为后续研究适用于生物体内温度测量的方法提供了支持。     

高温超导电缆实时监测系统及试验

介绍了用于10米长10．5kV／1．5kA三相交流高温超导电缆的实时监测系统。该系统采用NI分布式测量模块和数字电压表,通过计算机采集数据,能够在高温超导电缆的预冷和长时间通电运行时实时监测超导电缆中超导体的温度和循环冷却液氮的压力,能够监测超导电缆的通电电流和超导体上的电压,可以完成交流损耗试验。测量结果为研究高温超导电缆性能与相关参数变化的关系、研究高温超导电缆运行的最优条件奠定了一定的基础。     

基于数字相关的弱信号检测方法的研究

通过对数字相关解调器工作原理的介绍,针对光纤结冰传感器的特点,提出了光纤结冰传感器微弱信号检测的总体设计方案.设计了数字相关算法,并以Labwindows8.0为基础进行了算法仿真,验证了相关算法检测微弱周期信号的可用性,并将数据采集板用于光纤结冰试验台架测量实际信号,检测结果与模拟相关器检测的结果一致.     

超导文摘(五)

中国科技大学最近研制成功零电阻温度高于130K的超导材料一铋铅锑锶钙铜氧超导体,创造了目前世界上超导零电阻温度的最高记录。经国内外如法重复制造,零电阻温度均高于130K。欧洲核子研究中心最近成功地进行了利用超导磁铁取得高强磁场的试验。美国华裔超导专家朱经武最近刷新传导电流强度的记录,研究出采用铱钡铜氧化物极状超导体     

基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测研究

针对强噪声背景下微弱信号难以检测的难题,提出基于变尺度多稳随机共振的微弱信号检测方法。多稳随机共振系统比双稳随机共振系统具有更好的微弱信号检测能力,为强噪声背景下微弱信号的检测提供了新方法。首先对大频率信号进行尺度变换使之满足随机共振条件,将频率压缩后的信号通过多稳系统,调整参数使其发生随机共振得到信号的频谱特征,并与双稳随机共振方法得到的特征频率进行比较,仿真和实例结果均表明:相同条件下,多稳随机共振方法比双稳随机共振方法得到的频率准确,可以增强信号的幅值,有效地检测出被噪声淹没的微弱信号。     

超高真空计微弱离子流检测技术研究

在超高真空环境下，Bayard-Alpert型电离真空计通过电离气体分子得到的离子流信号十分微弱，且极易受到干扰。介绍了一种用于超高真空测量的微弱信号检测系统，包括测量电路、调零电路与处理模块。该系统采用高精度放大器与高绝缘继电器，可以实现微弱信号的精密放大，满足mA级至亚pA级范围的宽量程电流信号检测；能够自动完成测量档位的切换、系统调零、数据处理与真空全压力值计算，测量下限可达10^-13A量级，可用于超高真空计离子流的精确测量，具有良好的线性及稳定性。     

高精度微弱电信号检测装置的试制

本介绍了一种用于恒流源伏安法电阻测量系统中的高精度、微弱电信号放大检测装置的原理及特点,对核元件选用了必要的说明,并对装置的误差和抗干扰性等分别进行了分析和讨论。     

全光纤荧光海水中叶绿素a浓度在线监测系统的研究

本文介绍了能够实现对海水中叶绿素a浓度在线测量的全光纤荧光测量系统。系统将荧光法、光纤技术相结合 ,采用超高亮度蓝色发光二极管作为激发光源 ,并配合有效的微弱信号检测技术。     

强噪声背景下的微弱信号检测新方法

提出了新的强噪声背景下的微弱信号检测方法,设计了一种硬件与软件相结合的实现方案。采用经典的仪表放大技术和单片机控制技术对数据进行检测和处理,并通过虚拟仪器技术仿真和显示,为解决热释电红外探测器中µA级微弱信号的检测提供了十分有效的方法。该系统通过实验对模拟低频微弱信号的检测,充分显示了它在微弱信号检测方面的实用性和优越性。     

用于冶金现场气体浓度检测的脉冲调制型近红外光电传感器

提出了一种脉冲调制型近红外光电传感器,用于冶金现场气体浓度检测。介绍了其工作原理和结构组成。通过选择合适的电阻参数,可使得电路输出信号与探测距离成正比,实现了微弱信号的放大。实验证明系统工作稳定,可满足不同气体浓度的测试要求。     

基于Lorenz混沌同步系统的未知频率微弱信号检测

针对现有混沌类检测方法存在的不足,提出一种基于混沌同步系统测量强噪声背景下微弱信号频率值的新方法。该方法利用Lorenz混沌系统自身的初值敏感性、噪声免疫性和混沌系统的可同步性,采用驱动-响应法构建同步检测系统对微弱信号进行降噪处理,再结合多信号分类算法处理所得到的同步误差信号,最终实现微弱信号的频率测量。该方法有效解决了单Duffing振子参数设定复杂、运行状态转换时间长和状态判定困难的问题,也无需采用复杂的混沌系统阵列结构求解待测信号的频率值。仿真和实验结果表明新方法能够准确检测出微弱信号的频率,进一步完善了现有混沌类检测方法,为其应用于实际工程提供了新的思路。     

电阻网络对光电检测电路直流偏置的抑制作用

为了对微弱光信号进行提取,设计了具有100dB通频带增益的跨阻放大电路,并针对一般光电检测电路存在的直流偏置现象进行了分析研究,提出了利用T形电阻网络代替孤立反馈电阻的新型电路结构。利用Pspice软件对电路进行了仿真,结果表明引入T形反馈电阻网络在抑制光电检测电路直流偏置方面具有显著的效果。     

全光纤荧光海水中叶绿素α浓度在线监测系统的研究

本文介绍了能够实现对海水中叶绿素α浓度在线测量的全光纤荧光测量系统。系统将荧光法、光纤技术相结合，采用超高亮度蓝色发光二极管作为激发光源，并配合有效的微弱信号检测技术。