基于单片机的数字微加速度计静态测试平台设计

设计了一种新型的PWM数字微加速度计自动测试平台。该技术基于AT89S52单片机,适用于重力场条件下PWM数字输出的加速度计的快速测试。系统脱离了计算机的辅助计算和控制,利用单片机自动控制测试过程,并独立完成数据的拟合计算,极大地简化了测试系统,并利用此平台完成了ADXL202E数字加速度计静态模型的辨识任务,标定了加速度计的标度因数和零偏2个重要的性能指标。该测试平台测试精度优于2mgn。     

硅微谐振式加速度计相位控制环路优化研究

硅微谐振式加速度计(MSRA)凭借其潜在的高精度特点成为微加速度传感器领域的重点研究方向之一.相位环路的控制精度直接决定了MSRA的测量精度.在对MSRA工作机理进行简要分析的基础上,着重研究了现实验室加速度计样机的相位控制环路,分析了其相位误差的来源,并在原有环路滤波器的基础上增加了一种带参考电压的PI校正控制环节.实验结果表明,增加PI校正环节后,组成的四阶二型锁相环路可以使差分频率输出与温度线性拟合的相关系数从0.96291提高至0.98863,在±20 g量程围内,非线性度从430 ppm降低至154 ppm,硅微谐振式加速度计的零偏稳定性在常温下达到8.64 μg.     

Σ△微加速度计中基于脉宽调制的力反馈回路

针对微加速度计接口电路的sigma delta（ΣΔ）数字反馈系统,本文提出一种基于脉宽调制（PWM）的力反馈回路：利用模拟低通滤波器将PWM波解调成模拟输出信号,具有滤波和数模转换功能。首先建立了微加速度计ΣΔ闭环反馈系统的Simulink模型并进行了系统级仿真。之后采用Filter Solutions滤波器设计软件确定三阶低通巴特沃斯滤波器,并采用Pspice仿真软件进行电路级仿真。最后将制作的PCB版电路进行测试：PWM波通过力反馈回路能还原成高保真的模拟信号,输出信号和输入信号的频率相对误差小于0.36%,等效DAC分辨率为8位。试验表明,此方案结构简单、成本低,能以较低电路复杂度实现高精度的模拟信号输出。     

体硅加工的压电式微加速度计的设计

提出并设计了一种采用体硅微制造工艺制造的压电式微加速度计,其中体硅加工的硅质量块由悬臂梁支撑且悬臂梁部分区域沉积ZnO压电薄膜.通过对压电悬臂梁建立一维解析模型,研究了影响加速度计灵敏度的结构因素.在此基础上,利用有限元方法软件ANSYS设计了实际的微加速度计,并对六种不同的微加速度计结构进行了分析,得到了不同结构微加速度计的工作频率范围及灵敏度结果.     

微电容加速度计系统的设计

为了在总体上把握硅微加速度计的设计,建立了叉指式硅微加速度计的机械模型,研究了全差分二阶∑-ΔADC接口检测电路提取加速度信号,优化了开关电容电路来检测微小电容变化量,运用微机电专用设计软件CoventorWare对系统的机电混合模型进行仿真,并给出数字和模拟的分析结果,为加速度计系统的机械部分和电路部分的设计提供整体的更接近实际的设计参考。     

一种改进的数字PWM发生器非线性误差预校正方法

本文针对数字D类功放中数字脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）发生器本身含有的非线性,提出一种改进的数字PWM发生器非线性误差预校正方法。该方法利用∑-Δ调制器特性对原方法校正因子的计算公式进行改进,使其可在校正数字PWM发生器产生的非线性误差的同时,解决了原方法由于对∑-Δ调制器加入的校正因子能量往往过大导致积分器输出饱和甚至震荡从而造成系统性能下降的问题。在所提方法基础上设计了一个数字D类音频功放系统,实验结果表明使用该方法得到的校正因子能量远小于使用原有数字PWM发生器非线性误差预校正方法得到的校正因子能量,且基本消除了数字PWM发生器产生的非线性误差。     

不等基频硅微谐振式加速度计

分析了硅微谐振式加速度计的两个谐振器在谐振频率相交点附近区域产生耦合的原因,设计了一种新型的不等基频硅微谐振式加速度计,并对其进行了有限元仿真.该加速度计由质量块、放大惯性力的杠杆机构以及一对尺寸不同的谐振器组成.采用DDSOG工艺加工.利用ANSYS有限元软件进行仿真,结果表明加速度计上谐振器的谐振基频为124 67...     

硅微静电悬浮加速度计实验研究

硅微静电加速度计将静电悬浮技术与微机械加工工艺相结合,在空间微重力环境下通过降低量程可实现极高的分辨率。设计了一种玻璃—硅—玻璃三明治结构、平行六面体状检测质量、体硅加工工艺、低量程的三轴硅微静电加速度计,分析了加速度计的力平衡回路特性。采用基于DSP的数字控制器,实现了检测质量的六自由度稳定悬浮。在大气环境下测试了静电加速度计的性能。测试结果表明:加速度计x轴的带宽为88.1 Hz,量程为0.220 g n;y轴的带宽为118.2 Hz,量程为0.313 g n;z轴的带宽为10.7 Hz,量程为3.53 g n。     

一种低噪声MEMS加速度计设计与制作

为了提高微加速度计的噪声性能,研究了一种基于绝缘体上硅(SOI)技术的单轴MEMS加速度计的设计和加工方案。该微加速度计采用大面积质量块的电容式检测结构,通过增加检测质量,在保证灵敏度的前提下,有效地降低了微加速度计的机械布朗噪声,增强了信噪比。另外,该微加速度计采用一种基于Al保护层的MEMS SOI工艺技术制造,有利于提高微加速度计的整体精度水平。测试结果表明:微加速度计的本底噪声为20μgn/√Hz,灵敏度为2.5 V/gn。     

谐振式硅微机械加速度计研究进展

谐振式硅微机械加速度计作为一种新型的对加速度进行测量的传感器,是通过检测加速度施加前后谐振敏感元件谐振频率变化实现对加速度检测的。该传感器具有频率信号输出、稳定性好、灵敏度高、精度高等优点,己成为微传感器的重要发展方向之一。汇总了该传感器的国内外相关研究现状,并对加工工艺进行了总结,讨论了谐振式硅微加速度计设计中的关键技术因素,并给出了未来的发展方向。     

基于MSP430的输入输出模块设计与实现

监控系统的应用范围已扩展至海洋工程装备领域,数据采集与输出控制是监控系统的核心功能.针对监控系统需求,设计出一种基于MSP430F149单片机,通过RS485总线传递数据控制模拟量输入输出、数字量输入输出及PWM输出的功能模块,完成了硬件电路设计与焊制,下位机软件编程及基于Vis-ual C++的上位机程序设计.系统试验表明整个模块功能稳定、操作简单,实现8个数字输出、8个数字输入、1个模拟输出、3个模拟输入及1个PWM输出,能够很好地应用于各种监控系统设计.     

基于PWM的红外理疗仪器实时温度控制系统设计

针对传统电控理疗仪器在温度控制精度方面的不足，提出一种基于PWM的红外理疗仪器实时温度控制系统设计。在分析PWM红外温控技术原理的基础上设计了系统的硬件构成，主要包括单片机微处理器、加热模块、温度控制器、直流稳压电源、数码显示器等部分；与硬件结构相匹配给出了理疗仪器实时温控系统的软件工作流程，系统基于PWM技术进行红外信号采样和脉冲宽度调节，实现对红外理疗仪器温度的精准控制。实验结果表明，提出温控系统设计的温度控制偏差低于1.36%，红外信号幅值的输出也更为稳定。     

基于ARM的新型电液比例阀控制器的设计

介绍一种新型电液比例阀的结构和工作原理,根据电液比例阀的控制要求,设计了基于ARM单片机LPC12C14的控制器。讨论了电液比例阀位移数字PID控制和PWM驱动控制技术。     

基于ARM的摊铺机行驶测控模块的硬件设计

介绍了摊铺机行驶系统的控制方案，结合摊铺机行驶系统的功能要求及LPC2138的特点，实现了摊铺机行驶系统数字控制器测控模块的硬件设计，包括测控模块总体结构、LPC2138微控制器、模拟量输入通道、开关量输入通道、开关量输出通道、PWM输出模块、通信接口。讨论了测控模块的抗干扰技术。     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计。针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计。本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max plusII软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果。     

由单片机实现的多功能手臂康复训练器

本文介绍了一种多功能手臂训练器,它是由AVR很单片机控制的直流电机系统。本文详细说明了系统的工作原理、工作模式,直流电机PVM数字控制系统,单片机控制系统的软件和硬件接口电路,给出了手臂康复训练产品样机和实验结果。     

一种小功率变频控制驱动装置的硬件设计

由于变频装置在节能技术中所起的重要作用,本文以美国TI公司的电机控制专用数字信号处理器（DSP）芯片TMS320LF2407为核心,开发了一种小功率的变频控制驱动装置。对该装置的总体方案进行了设计,对主电路和控制电路进行了研究分析,硬件设计中详细介绍了摔制电路的DSP小系统电路、电流检测模块、电机转速和位置检测模块、脉宽调制（PWM）波彤输出和故障输入电路等。实验结论表明：采用高速专用微处理器TMS320LF2407,该装置结构简单,软件编制容易、控制精度和可靠性高。     

基于单片机的恒温源的研制

介绍了一种标定温度计的标准恒温源,它以单片机为核心,利用单片机中比较器构造的单积分A/D模块采集温度传感器转换的温度输入信号,经单片机的脉宽调制处理输出控制信号至大功率三极管,使其发热至给定的温度。     

Windows CE.NET下触摸屏操作系统优化与研究

介绍了基于S3C2440的触摸屏模块结构和Windows CE触摸屏驱动系统程序模型,在此基础上阐述S3C2440电阻式触摸屏驱动程序优化设计和实现方法,特别是提出了基于最小二乘法的触摸屏五点校正算法,提高了校准精度,并通过试验进行了有效验证.     

基于飞思卡尔微处理器的数字传感器设计

介绍了基于飞思卡尔MC9S08QE8微处理器的数字传感器的组成,详细分析了其工作原理,给出了信号调理模块、AD转换模块和RS-485通信模块的设计与实现方式。该数字传感器体积小、抗干扰能力强、精度高,满足了设计要求。