智能超低功耗超声波热量表

介绍了基于高精度时间测量芯片TDC-GP2的超声波式热量表的具体设计,它是将温度测量与超声流量测量相结合的户用超声式热量表。超声波测量技术提供了一种无阻碍式的测量方法,是一种低压降和低功耗以及高精度的流量测量方法。讨论了热量计量、流量测量、温度测量原理和热量表的设计方法,与传统的热量表相比,该热量表克服了易损坏、精度低等缺陷,并且利用了微控制器的休眠模式和超声波处理电路间隔供电等方法,大幅降低了仪表系统的功耗。     

新型低功耗电磁流量计设计

提出了一种MSP430单片机的低功耗电磁流量计设计方案,设计了低功耗的模拟信号处理放大电路和励磁电路.软件上采用间歇励磁工作的方法,动态调整采样间隔时间,降低了系统的功耗.试验表明,在休眠时,系统电流小于15μA;工作时,系统电流小于20mA.系统精度可达1%.     

基于USB接口的测硫仪设计

设计了基于USB接口的测硫仪,重点对智能控制器中的电解电流控制模块、炉温控制模块和数据采集模块进行了介绍.利用热电偶实现炉温的测量,采用具有USB接口的微处理器完成测量过程的控制和数据传输任务,并设计了高精度的信号放大和数据采集电路来保证仪器的性能,同时还对测试结果进行了精度分析.结果表明,仪器的测量精度满足国家标准.     

基于USB接口的测硫仪设计

设计了基于USB接口的测硫仪,重点对智能控制器中的电解电流控制模块、炉温控制模块和数据采集模块进行了介绍。利用热电偶实现炉温的测量,采用具有USB接口的微处理器完成测量过程的控制和数据传输任务,并设计了高精度的信号放大和数据采集电路来保证仪器的性能,同时还对测试结果进行了精度分析。结果表明,仪器的测量精度满足国家标准。     

用于应变仪的程控精密激励源设计

为了解决在应变测量中需要的高精度、低干扰并具有相对大的驱动能力的激励源产生的问题.采用可编程基准源和驱动两级电路,通过可编程的DAC生成电压基准,再通过驱动电路,程控选择电压激励源和电流激励源的生成和输出.所设计的程控精密激励源具有体积小、精度高、功耗低、配置灵活的特点.实际应用表明,本设计达到了技术方案要求并已成功应用于实际的应变测量之中.     

用于应变仪的程控精密激励源设计

为了解决在应变测量中需要的高精度、低干扰并具有相对大的驱动能力的激励源产生的问题。采用可编程基准源和驱动两级电路,通过可编程的DAC生成电压基准,再通过驱动电路,程控选择电压激励源和电流激励源的生成和输出。所设计的程控精密激励源具有体积小、精度高、功耗低、配置灵活的特点。实际应用表明,本设计达到了技术方案要求并已成功应用于实际的应变测量之中。     

基于高精度功率计的六端口反射计系统

本文研究了采用USB接口高精度功率计进行功率采样的波导六端口反射计系统,该系统由波导对称五端口环形结与定向耦合器组成六端口反射计电路,实现了集功率采样、校准、测量于一体的自动化处理。该系统可用于高精度计量工作和工程上的介质参数以及负载参数的测量。实际电路测试结果表明,功率计的改进提高了测量系统的精度。     

片上系统芯片PS081在太阳能衡器的应用

为克服传统衡器精度和功耗等不足,介绍专门为衡器应用设计的片上系统芯片(system on chip,SOC)PS081的高精度和低功耗特性,以及在低功耗太阳能设计中的应用,硬件部分对上电电路和外围电路进行设计,软件部分在扫描和测量模式下实现中值滤波、延迟、LCD数字显示等部分功能。     

一种基于相位测量的激光测距方法

提出了一种快速、高精度的相位式激光测距方法。采用带有独立电路的内、外光路替代传统机械转换光路的方法,提高了测量速率。采用双发射频率,既扩大了量程,又保证了测量精度要求。使用单片机、复杂可编程逻辑器件CPLD进行数据处理与逻辑控制,简化了电路设计,提高了系统的稳定性。实验测量速率达到5Hz,测距精度3σ小于65．7mm,稳定度3ε小于6．6mm。     

高精度超声波流量计的设计

文章根据时差法超声波流量计的原理,采用低功耗MSP430单片机为控制核心,选用时间数字转换芯片(TDC-GP2)作为计时芯片,设计了一种高精度的超声波流量计。实验表明,本设计不仅提高了时间测量的精度,测量误差小于±1%,而且功耗低、软件升级和更新方便。     

湿热灭菌设备温度检测系统关键技术的研究

本文是以在湿热灭菌设备高温高压的环境条件下温度检测为背景,旨在解决极端条件下供电电源活性显著下降,测量电路受温度影响易失效,宽量程下传感器非线性误差导致的测量精度偏低等技术难点,通过采用分阶段供电和关断的设计思想,建立合理的电源管理电路,降低电路整体功耗、并通过合理的芯片、电池选型和相关测试保证测量电路的稳定工作,最后通过多项式分段修正补偿的办法,研制了在-40～135℃条件下测量的湿热灭菌设备温度检测系统,并试验检测了整套装置的准确性.     

基于场效应管的恒流源设计

为了提高恒流源的精度及稳定性,提出一种基于mos场效应管的恒流源原理及其制作过程,电路采用闭环反馈控制,在0 mA～5000 mA电流连续可调,在设计中对电路关键元件场效应管、采样电阻的选取进行了必要的说明;分析了影响恒流源稳定性的各种因素,针对器件的焊接提出了具体指导意见,同时深入探讨了实际设计中出现的功耗与散热问题.通过实际测试,本恒流源电流稳定度优于0.5%,可应用于计量与检测领域.     

变压器工频短路电流测量技术研究

针对变压器工频短路电流测量需求,研究了外积分式罗氏线圈技术和光纤电流传感技术。建立了2种传感器的低频数学模型,基于MATLAB/Simulink仿真计算传感器对工频短路电流的响应特性,结果表明:罗氏线圈对工频短路电流的测量精度受其下截止频率影响,下截止频率越低,测量精度越高;光纤电流传感器理论上可以精确复现工频短路电流。采用多种电流传感器进行变压器工频短路电流现场对比测试,结果表明:电流比较仪、光纤电流传感器及下截止频率为0.02Hz的罗氏线圈测得的电流波形吻合较好,而下截止频率为0.2Hz的罗氏线圈测量结果出现了明显的偏移,且无法归零,与仿真分析结论基本一致。对于外积分式罗氏线圈,为保证高精度测量,建议下截止频率应低于0.1Hz;光纤电流传感器具有极好的直流及低频响应特性,是工频短路电流高精度测量的理想方案。     

基于MSP430单片机的模拟量测量技术

近年来,航空、航天等行业发展迅猛,需要测量的参数也越来越多,其精度要求也越来越高,测试系统也是越来越庞大,因此,测量设备很有必要向小型化、高精度、轻量化、功能复杂化的方向发展。本文介绍的一种基于MSP430单片机的模拟量测量技术,利用MSP430单片机强大的运算能力、富含各种模拟电路接口和内部资源、功耗极低的特征,实现了对模拟量的有效测量,并通过系统实例详细论证了本测量方法的可靠性和准确性。     

新型光电互感器电路的设计

文章采用现场可编程门阵列(FPGA)技术进行光电电流互感器高压侧信号处理电路中的模数转换器控制、CRC校验码及曼彻斯特编码模块的电路设计。对A/D控制模块,CRC校验码模块、曼彻斯特编码模块及FPGA芯片内的存储器等多个功能模块进行了设计与仿真,仿真结果证明高压侧信号处理电路设计方案是可行的,能够满足光电电流互感器对数据通讯的快速性、可靠性要求。     

光栅扭矩传感器的信号电路设计

针对水轮机主轴扭矩检测系统中的光栅扭矩传感器,设计了一种新型电路。采用ispPAC10芯片,通过器件编程的方式,实现对模拟信号的放大、整形和滤波,避免了传统模拟电路调试的麻烦。利用CPLD工作频率高的特点,进行高精度细分,结合MCU系统,完成对数据的处理。实验证明,以这种新型电路对扭转角位移进行测量时,精度高达0.001o/m,实现了扭矩的实时、高精度测量。     

新型高精度比例控温器

本文描述一种新的高精度比例控温器。它采用温度系数较大的纯镍丝作为温度敏感的采样元件,并兼作加热元件。控温电路采用四端电阻自平衡电流环路,从而保证其电气和温度均处于闭环状态。其优点是可准确而方便地设置工作温度点、大面积温度采样、改善了控温精度和降低了噪声,另一个优点是成本低廉。本文导出的控温精度公式与实际测量结果一致。分析表明,采用诸如FC54型系列的通用集成运算放大器,即可将温度稳定在1m℃以内。如果采用低漂移集成运放,温度稳定度可达100μ℃量级。     

过钻具阵列声波测井采集电路设计与实现

针对过钻具阵列声波测井对信号采集电路高精度、大动态、低噪声、低功耗、高集成度以及各通道同步性好的要求,设计一种多通道数据采集电路。该电路采用各通道独立数字化方案以保证各通道信号采集的同步性,采用低噪音仪表放大器作为前置放大器以降低系统噪声,选用18位ADC扩大数字化动态,ADC输出采用菊花链连接以减少电路连线。实测结果表明:12通道采集电路功耗为550 mW,噪声均方根值小于13μV,信号测量动态范围达93 dB,单通道采集电路面积为19 mm×70 mm。因此,设计电路既能很好满足过钻具阵列声波测井信号采集要求,也可作为其他阵列声波测井信号采集的参考方案。     

全光纤电流互感器的调制相位扰动补偿

为了提高全光纤电流互感器中的电流测量精度,针对正弦调制方案提出了一种改进的信号解调方法.首先给出了有效调制深度的表达式,分析了有效调制深度在实际工程应用中存在的3种外界干扰来源.为了克服这些干扰,采用高次谐波分量实时解出调制深度数值,以实现调制相位的扰动补偿.实验结果表明,被测电流在200~1 500 A范围时,改进的算法使系统的抗干扰性能提高了30倍,系统测量相对偏差维持在0.2%以下,满足高精度电流测量要求.     

基于STM32L151的低功耗便携式多组分气体检测仪设计

本文设计了一种基于STM32L151的便携式多组份气体检测仪,采用电化学原理测量硫化氢、一氧化碳和氧气的浓度,利用催化燃烧原理测量甲烷的浓度.本文详细介绍了气体浓度检测原理及其调理电路、系统控制电路和上、下位机软件设计.实验证明,该气体检测仪具有体积小,功耗低,测量精度高等优点,适用于日常生活和工业生产等各类场景.