磁悬浮轴承磁场均匀性测试系统的设计

介绍了一种基于霍尔传感器的磁悬浮轴承磁场均匀性测试系统的设计。该系统由信号采集、信号处理、显示电路和控制电路等组成,并通过串口实现计算机实时显示磁悬浮轴承的磁场强度并保存数据。该系统具有测试一致性好、精度高及简单等特点,能运用于磁悬浮轴承磁场的检测,提高产品的合格率。     

基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感研究

将磁致伸缩材料粘贴单模光纤构成的光纤磁传感探头接入Sagnac光纤环的一端,外加交流磁场将探头周围的直流磁场加载到4.9kHz的高频信号上,建立了基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感实验系统.采用锯齿波相位调制的方法,将干涉仪系统相位偏置在π/2附近,通过测量所加高频信号的幅度,实现了对直流磁场的测量.实验得到系统信号稳定性为0.4%,磁场分辨率为4.3nT,并给出36.75g铁块经过磁传感探头时系统的响应信号.     

磁力仪的数据采集与发送系统设计

针对磁力仪传感器,文中设计了以S3C2440微控制器为核心的数据采集与发送系统,实现了三维空间磁场数据的低功耗采集与实时显示。简要介绍磁力仪的原理与数据采集和发送系统电路结构,重点阐述数据采集与发送系统中硬件模块选型,分析系统软件设计思路和重要模块实现细节。通过实验验证,系统将数据采集后得到的磁场信号实时显示在液晶显示屏上,并通过网络模块将磁力仪进行联网,将采集到的数据通过网络发送给上位机处理。同时S3C2440微控制器通过蓝牙模块将采集数据发送给手机终端,用户能够在移动设备上观测磁场实时数据进行相应处理。     

人手姿态检测系统的设计与实现

为了增强人机交互的交互性以及遥控操作的可控性,设计并实现了一款基于磁场传感器与微加速度计的人手姿态检测系统。利用坐标变换理论,通过磁场传感器数据解算姿态的翻滚角和俯仰角,然后结合磁场传感器数据解算方位角,并对传感器的噪声、温度漂移以及磁场传感器受外界磁场的干扰进行了补偿。通过实验证明,该系统能准确测量人手姿态。     

微源取能芯片技术及其电子纸应用探索

针对传统电池供电污染高、可靠性差、寿命短等问题,提出微源取能技术原理和实施方案,详细阐述了国产微源取能芯片的技术规格,并介绍室内光取能效果、电力线工频磁场的采集实验数据。结合电子纸显示技术,探索了永久性免布线信息显示系统的应用实践,为微源取能技术进一步的实际应用提供了理论依据和数据参考。     

工频弱磁测量系统的设计与实现

本文介绍一种基于单片机的工频弱磁测量系统,能测量一毫高到一千毫高范围内、方向未知的工频磁场,可以作为环境工频磁场的有效监测手段.     

基于LabWindows/CVI的双通道数据采集系统

介绍了使用LabWindows/CVI和DAQ/PXI-2005数据采集卡搭建的数据测量系统。通过传感器将所测特征信号变为电信号传输,再用数据采集卡采集传送给处理器,用LabWindows/CVI搭建数据处理和显示的人机交互界面,实现对物体特征的测量。该系统可以实时显示所测物体特征,修改数据采集时的各项参数,显示采集到数据的波形,存储、调用采集到的数据。     

雷电电磁脉冲三维磁场测量系统研究

为测量雷电放电通道电流产生的三维磁场分量,设计制作了雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LEMP)三维磁场测量系统,并对该系统进行了时域标定、波形矫正和数据修正研究.对自然雷的实测结果进行了数据处理、统计和分析.根据所测三维磁场峰值的大小可判断云闪和地闪;利用所测数据,结合磁定向法和声光差定距法,可确定雷击点的方位和距离,从而实现对地闪雷电流的间接测量;采用由实测数据间接获得的雷电流波形、测点与放电通道的距离,经数值模拟得出的LEMP磁场时间特性与实测结果一致性较好.     

雷电磁场探测仪器的设计与研究

设计制作了一种用于雷电磁场探测的磁场测量天线系统。该测量系统分为天线部分、数据处理部分和数据采集部分。利用函数发生器以及示波器对设计的数据处理电路进行标定后发现,电路能够不失真地放大天线部分感应的微弱信号,利用ICGS实验冲击平台并配合Tektronix TDS 2022对整个测量系统进行模拟雷电采集实验后发现,该测量系统能够很好地反应雷电的磁场变化。     

一种新型工频磁场测量仪的设计

针对工频磁场测量的灵活性和便携性需求,提出了一种测量仪可任意姿态放置的工频磁场测量仪设计方案,该方案把加速度传感器和磁场传感器结合起来得到工频磁场水平方向和竖直方向上的分量,而无需对测量仪进行调平操作。该磁场测量仪包括三轴磁感应线圈、信号调理和A/D转换电路组成的磁场传感器模块及控制与处理模块、加速度传感器模块、存储和显示模块等部分。初步试验表明该方案可行,解决了传统工频磁场测量仪测量磁场水平分量和竖直分量需要调平的问题,结构简单、使用灵活,有一定的开发应用价值。     

基于脉冲感应的水下光缆探测技术及仿真

针对交流磁场探测法和绝对磁场探测法应用上的不足,提出了基于脉冲感应的水下光缆探测系统(OFCDS-PI).简要介绍了系统原理及其功能模型;详尽介绍了高速数据采集电路及与PC机接口电路的设计、数据处理软件的编制.对提出的系统方案进行了计算机仿真测试.仿真结果表明,电压衰落斜率越大,线圈与光缆间的距离越远,因此OFCDS-PI系统设计方案是有效和可信的.     

基于模拟退火算法的舰船磁场高精度建模方法

在舰船消磁与防护中,需要利用混合模型对舰船磁场的空间分布规律进行数学建模,而混合模型将磁偶极子阵列等距分布忽视了舰船结构的影响,且没有考虑测量数据的真实性,导致所建模型精度不高、稳定性较差.文章以混合模型系数矩阵条件数为目标函数,采用模拟退火算法（Simulated Annealing algorithm,SA）优化系数矩阵条件数,得到磁偶极子阵列的最优位置分布;然后通过考察单个点的拟合情况剔除误差大的测量点,优化测量数据;最后利用逐步回归求解模型方程,获得舰船磁场高精度稳定模型.实测数据建模表明：与磁偶极子等距分布的混合模型建模相比,本文方法所建模型精度可达96%,对测量数据误差的敏感性低,抗干扰能力强,具有较好的鲁棒性.本方法可用于复杂海况背景下的舰船磁场高精度建模,以及水面磁性目标探测与定位系统.     

微型四旋翼无人机磁测系统误差的两步校准法研究

用于地磁测量的MEMS三轴磁阻传感器越来越普遍的应用到无人机上进行姿态测量,为提高磁测系统的测量精度需要对传感器误差进行分析和补偿。现采用了一种两步校准法,即首先利用基于最小二乘的椭球假设拟合法对三轴矢量磁传感器的零偏、灵敏度与不正交误差进行标定补偿,目的是得到准确正交的传感器坐标系;利用四位置法对标定后传感器坐标系与测量系统坐标系之间的安装误差进行校准,从而得到磁测系统坐标系下的准确测量数据。无磁转台实验表明：经两步法后测量的磁场模值误差均值由校准前的2900nT降低为900nT,校准效果明显;测量系统单轴（Z轴）的误差均值由2736nT降低为49nT,有效的验证了安装误差校准的正确性。通过实验数据比较得出此方法优于传统的摇摆法,实际操作简单,不需要高精度辅助设备,能够有效的应用于无人机姿态测量系统校准,提高姿态角解算精度。     

基于光电转换技术的场强测量系统设计

介绍了一种利用光纤进行数据传输的场强测量系统,它利用单片机控制实现自动调谐和信号检测,检测到的信号经过电/光转换器得到光信号后,通过光纤传送到微机后进行数据处理和显示.     

基于USB3.0接口高速数据采集系统的设计

针对当前爆炸场测量中存在存储测试系统数据传输慢,经常出现丢点问题,综合运用数据采集技术、存储测试技术,设计了一种基于USB3.0的高速数据采集系统,采用并行采样技术,用两片采样率高达500 Msample/s的A/D芯片,实现高速并行数据采集,该采集系统将在XX爆炸威力试验场的模拟信号,经过模数转换送入FPGA中,再通过USB3.0接口高速传输给上位机,数据存储采用分时存储技术;该设计方法有效地解决了大容量数据采集过程中的数据的高速传输和存储问题。     

基于64位操作系统的超高速视频存储系统

针对目前靶场光学测量设备中大量超高速高像素值数字相机,设计了一种基于64位操作系统的高速数字视频存储系统。硬件平台采用高性能PC机并搭载大容量内存,软件先将数字图像和相应的附加信息全部存入内存中,待停止存储后再将内存中的信息对齐并写入硬盘阵列中。避免了阵列因为硬盘数量太多造成存储速率不稳定进而丢帧、错帧的瓶颈。在实际使用中可实现速率为800Mbyte/s的超高速存储,取得了预期效果,实现了低成本硬件平台和高性能存储的统一。     

Multichannel neural recording system based on family ASICs processed in submicron technology

In this paper we present a measurement system for in vivo multichannel recordings of the electrophysiological activity of brain tissue. The system consists of penetrating Microelectrode Array (MEA), three versions of a Conditioning Module each equipped with different Application Specific Integrated Circuits (ASIC), Digitizer and PC Application for recorded data presentation and storage. The MEA consists of 64 15 μm diameter microelectrodes. The multichannel ASICs amplify and filter field and action potential signals. The custom-made Digitizer Module simultaneously acquires data from all channels with a 14 kS/s sample rate and 12 bit resolution. The resulting byte stream (about 2 MB/s) is transmitted to the PC via USB (Universal Serial Bus). Eventually the measurement data is decoded, presented to the system user and stored on a HDD. Preliminary system tests confirm its excellent performance (low input refereed noise, low power consumption, low area occupancy, ability of Action Potentials/Local Field Potentials separation). Our system equipped with multichannel ASICs meets requirements of many different neurobiology experiments.     

瞬态信号集中式测量系统接口的PC机驱动设计

为了实现瞬态信号集中式测量系统数据的实时传输,设计了基于PCIe总线接口的瞬态信号集中式测量系统。瞬态信号集中式测量系统PCIe总线接口的设计包括PCIe从设备设计和PC机驱动设计,本文仅对该系统PCIe接口的PC机驱动进行研究。PCIe总线的PC机驱动程序采用NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计,首先采用NIVISA Driver Wizard软件配置PCIe设备相关信息和中断检测寄存器,生成INF驱动配置文件,接着使用LabWindows软件通过NI-VISA相关库函数对PCIe设备进行初始化和DMA数据传输设计,最后完成对PCIe总线的PC机驱动验证。实验结果表明:采用NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动传输速率可以达到300 MB/s。NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动,不仅满足瞬态信号集中式测量系统的数据传输要求,而且降低了PCIe总线的开发难度,缩短了开发周期。