基于NI CompactDAQ的惯性器件性能评估系统

惯性元件性能评估系统,是以单轴速率转台为基础的对陀螺仪或加速度计基本技术指标进行测试、标定和评估的系统.惯性器件作为捷联惯导系统的心脏,其测量系统精度性能的优劣直接影响到惯导系统的精度.选用NI CompactDAQ设备USB-9239作为惯性元件性能评估系统采集核心.NI CompactDAQ提供简单易用USB接口,并在一个简单、用户可配置的系统中集成了传感器的直接连接、信号调理、模数转换等多种特性.实验表明该采集系统运行可靠,提高了测试的精度和效率,为惯性器件的性能分析与进一步改进提供基础,具有巨大的使用价值.     

基于有限元法的MEMS加速度计热应力分析

残余应力对MEMS器件的力学性能、可靠性和寿命都有较大的影响。基于MEMS电容式加速度计,采用热结构耦合场分析方法,对热应力的影响进行了仿真分析,并和实验结果进行比较。结果表明热应力不是影响器件性能的主要因素,而仿真模型中未考虑到的一些物理因素和工艺误差则可能是主要因素。针对课题组加速度计的制备过程从工艺的角度提出了相应的改进措施,为加速度计温度补偿模型的完善以及改版设计提供参考。     

微型捷联姿态系统的硬件设计

对一种基于微机械惯性器件设计的捷联姿态系统硬件结构进行了介绍。该系统主要由ADXRS150微机械陀螺仪、ADXL202E加速度计、MAX125的14位A/D转换器、8253定时/计数器及TMS320VC5509 DSP组成。说明了微陀螺仪与加速度计的基本性能及使用方法、数据的采集与校正的方法,并对A/D转换的精度及DSP的性能进行了分析。实验证明,MEMS惯性器件虽精度较低,但仍能满足捷联姿态系统的性能要求,MAX125的14位A/D转换器转换速度及TMS320VC5509 DSP处理速度很快,均满足捷联姿态系统的实时性要求。     

胶层对加速度计零位偏值误差的影响研究

零位偏值误差是加速度计等惯性传感器件的重要指标之一,研究零位偏差的影响因素对提高器件的性能具有重要意义.根据某型号加速度计的结构和装配特点,分析了加速度计零位偏值误差的产生机理,建立了误差模型,采用有限元仿真软件ABAQUS分析了胶层几何误差对加速度计零位偏值误差的影响.结果表明:胶层的厚度偏差与接触面积偏差对加速度计零位偏值误差均有较大的影响,因此,在装配过程中,应将胶层的厚度误差与接触面积误差分别控制在一定范围内,研究结论为加速度计性能的提高与装配工艺的改进提供了理论依据.     

电能质量参数采集单元硬件设计

虚拟仪器技术在检测系统中的使用日趋广泛,针对现有虚拟仪器采集卡价格昂贵、性能不高和不便推广的现状,设计了高性价比的虚拟仪器硬件采集单元.根据电能质量参数检测系统的需求特点,从误差控制的角度选用低价通用器件设计模块化的电能质量信号采集单元,并通过误差分析证明了该设计在保证性能的前提下降低了采集成本,为实时、准确检测和控制电能质量提供了基础条件.     

惯性测量单元姿态融合的动态分析

针对惯性测量单元背景噪声和器件漂移等问题,提出了一种基于梯度下降法、互补滤波和卡尔曼滤波的融合算法.首先,利用加速度计和磁力计的数据通过几何计算得出姿态角.其次,利用梯度下降法,将加速度计和陀螺仪的数据进行基于四元数法的数据融合,得出姿态角.接着,利用互补滤波法将姿态数据再次结合.最后,利用卡尔曼算法对结合后的数据进行...     

厚膜混合集成电容式加速度计

设计了电容式加速度计的信号检测电路,与电容式加速度计敏感单元进行联调和测试,并进行了标定。为减小体积,提高电容式加速度计的检测精度,采用厚膜混合集成工艺,将检测电路和电容式加速度计敏感单元集成于一体,并进行了电路测试和性能测试。测试数据表明,其测试精度提高了一个数量级,线性度和温度特性均有很大的改善。     

一种微惯性测量单元标定补偿方法

在介绍微惯性测量单元组成与结构的基础上,根据MEMS惯性器件的输出特性,建立了微惯性测量单元中加速度计和陀螺仪的数学标定模型,提出并推导了一种适用于微惯性测量单元的标定方法,该方法可以得到微惯性测量单元中惯性传感器的零位、标度因数、安装误差系数及g值敏感项等33个参数;然后,具体介绍了通过加速度计重力场静态翻滚试验和陀螺仪恒角速率试验对MIMU中参数标定的方法和步骤,并对实验室自研的MIMU进行了标定;最后利用得到的标定参数对测试结果进行了误差分析与补偿;实验结果表明,该方法使MIMU的测量精度提高了1～2个数量级,能够满足姿态解算及导航计算的精度要求。     

多通道捷联惯组数据采集系统

作为惯性导航的重要组件,惯性器件通常由陀螺仪和加速度计组成．为完成对其性能的评价,需要研制专门的数据采集系统来实现对其的测试工作．传统的惯组数据采集由于体积庞大,技术更新困难,可靠性差等方面的原因,越来越难于满足当前的测试需要．随着FPGA技术的快速发展,使得惯组数据采集系统越来越小型化和简单化．通过选用XILINX公司的XC3S1000—4FT256I芯片,实现了将惯组输出的陀螺仪脉冲信号、加速度计脉冲信号和温度传感器信号直接输入给FPGA进行处理,完成了脉冲数据的采集．经过在两轴转台上的实际应用,通过对大量测试数据的比对与分析,发现用本系统测试的惯组数据,其稳定性指标与传统方法相比,提高了近1σ．     

基于GPS和加速度计的车速测量系统的开发与研制

根据汽车道路试验的需要,设计研制了一种基于GPS和加速度计的车速采集装置.采用GPS与加速度计二者信号相结合的方式,并在上位机进行相应的数据融合,实现车速实时采集.整个系统具有性能稳定、成本低等优点,在试验和实际运行中均获得了理想的效果,极具应用价值.     

集成加速度传感器数据采集系统设计

传统加速度测试系统从传感器、温度偏移纠正电路、放大电路到数据采集各设备往往都是孤立的,不便于携带并受到测试空间的限制.本文设计了一种利用单片机集成系统进行数据采集与传输的软件编程方案.系统硬件结构的设计方面,分为传感器电路模块和单片机主控模块.系统软件的编写方面,采用模块化设计思想,对数据采集、指令采集、数据传输子程序进行了设计.设计时采用了一定的抗干扰技术进一步提高了系统的稳定性.     

基于FIFO的旋转机械在线多通道振动数据采集系统设计

介绍了一个基于FIFO的旋转机械在线多通道振动数据采集系统的设计方案,描述了系统硬件及系统的设计与实现.对数据采集特点进行了分析,用数字滤波算法去除了信号干扰,介绍了判别机组运行状态以及事故追忆的策略,用程序陷阱提高了系统的稳定性,并对采集系统的精度进行了检验.目前该系统已用于某电厂汽轮发电机组振动信号的数据采集,具有工程实用价值.     

基于FPGA的PXI数据采集系统设计

从自主研发的角度,介绍了一种以PXI总线为接口,采用现场可编程门阵列（FPGA）为逻辑控制单元的数据采集系统;在介绍系统总体设计方案的基础上,详细讨论了采集部分的功能实现、FPGA的控制逻辑以及PXI接口电路的设计．晟后分析了仪器的驱动程序;根据本方案研制的数据采集系统已经成功地应用于实际测试系统中,其性能良好,工作稳定,达到了预期的设计目标。     

基于LabVIEW的自然电位采集系统设计

以LabVIEW开发环境和混合信号微控制器MSP430AFE251为核心,设计了适用于水文工程地质应用需要的自然电位信号采集系统.针对自然电场信号微弱、噪声高、双极性、工频干扰强、测量重复性差、野外电池供电的基本特点,设计了低功耗、高精度、高稳定性、抗工频干扰强的微弱信号采集系统;为保证对自然电位信号的实时曲线观测和数据再次分析,采用LabVIEW开发上位机程序,同时利用Lab-VIEW提供的自适应滤波器工具包消除噪声干扰,使信号采集更加准确.通过对整个自然电位采集系统的实际测试,表明该系统在水文工程地质自然电位信号测量应用效果优秀.     

便携式USB接口数据采集器的开发研究

针对现有PCI数据采集卡的局限性,开发了一种基于USB接口的便携式数据采集器。数据采集器采用了分层开发的思想,设计了完善的应用层协议,同时设计了简明易用的PC机软件。实际应用证实该数据采集器的便携性、即插即用特性具有很高的应用价值。数据采集器的采集通道可以根据实际应用环境进行不同的配置,扩大了应用范围,是科学研究及工程应用领域的有力工具。     

智慧工厂信息采集节点组网能力测试平台设计

为了检验智慧工厂信息采集节点的上线率、组网耗时、轮询耗时、中继深度和组网稳定性等组网能力指标,为工业信息采集节点的研发、测试提供参考依据,设计了一种组网能力测试平台。该平台采用电磁兼容性良好的铝制组网单元作为信息采集节点从节点的测试载体,可为从节点提供工作电压和信号耦合通信渠道。采用“高频+低频+高频”组合电源滤波器,能够有效滤除120KHz~40MHz干扰信号,可为测试平台提供相对纯净的测试环境,保障测试平台的稳定性和测试数据可靠性。试验结果证明：建设的测试平台性能稳定、功能齐全,可为电力线通信产品的组网能力测试提供有力的数据参考。     

基于FPGA的高速多通道数据采集系统设计

介绍一种基于FPGA的数据采集系统的设计,以CycloneⅡ系列的EP2C35F484芯片为主控单元,配合模数转换芯片ADS7825和USB传输控制芯片CY7C68013,并结合外围电路实现了采集系统。基于QuartusⅡ9.0平台,实现了对ADS7825芯片和CY7C68013芯片的控制与通信,并采用Verilog硬件描述语言,实现了系统的仿真,给出了系统核心模块的时序仿真波形图。经测试,系统实现了对多路模拟信号的采集,具有良好的稳定性、快速性。     

基于DSP的电子天平称重单元设计

设计一种以DSP微处理器TMS320VC5502为信息处理核心的高精度电子天平称重单元.简述了电子天平的称重测量原理,给出了基于DSP的数据采集电路.采用加权递推平均滤波算法,保证测量的准确度和稳定性;建立了适合于称重数据变化判断的多级阈值判别方法,提高了电子天平的响应速度.实验表明:采用该方法的电子天平称重单元稳定性...     

基于数据挖掘的电力仪表图像智能监控系统设计

现有的电力仪表图像智能监控系统存在着稳定性差、效率低下的弊端,为了解决上述问题,引入数据挖掘技术对电力仪表图像智能监控系统进行设计与研究。电力仪表图像智能监控系统硬件设计包括图像采集单元、数据挖掘单元、无线通信单元与控制器单元设计,软件设计包括数据挖掘终端节点软件、无线通信协调器节点软件与控制器软件设计。通过系统硬件与软件的设计,实现了电力仪表图像智能监控系统的运行。通过仿真对比实验得到,与现有的电力仪表图像智能监控系统相比,设计的电力仪表图像智能监控系统极大地提升了系统的稳定性与监控效率,充分说明设计的电力仪表图像智能监控系统具备更好的监控性能。     

基于PCI接口的多通道高速数据采集系统

提出一种ＰＣＩ总线多通道高速采集系统的结构并予以实现。这个系统采用微机作为采集主控单元,兼容三种体制雷达的采集要求,可以实现六通道连续采集,并可以实现大量数据的存储;为了实现高速和大容量采集,系统采用基于Ｓ５９９３３的ＰＣＩ总线接口,利用ＰＣＩ总线的高速传输能力,满足主控单元与采集单元的数据传输要求;同时利用双口ＲＡＭ内部切换保证连续采集和连续传输;控制采用ＣＰＬＤ集中实现,简化了电路板设计,提高