智能温度传感器系统设计

气象站在温度测量中,需要精度高的温度数据,而且实时数据的远程获得和设备方便携带成为一种趋势.为了满足智能气象站对温度测量的高精度和无线传输要求,提出了使用感应器件铂电阻Pt100与数据处理模块通过4芯屏蔽电缆连接,采用四线制引线方式,设计出基于ZigBee模块的铂电阻温度传感器系统.通过传感器应用软件的编写,对数据进行处理,传输给集成处理器,最终实现对温度的采集.经过测试,该传感器具有测量范围广,性能优异,误差范围小,易于调试等优点,能够满足智能气象站温度采集的需求.     

矿用水平定向钻机智能化电控系统设计

针对国产水平定向钻机电控系统存在智能化程度低、功能单一、安全性差等问题,设计了一套矿用水平定向钻机智能化电控系统。该系统主要由微处理器、电压电流检测模块、安全栅采集模块、漏电闭锁模块、漏电流检测模块和先导模块组成。安全栅采集模块通过开关量安全栅、模拟量安全栅、热电阻安全栅进行限压限流和故障隔离,提升信号采集精确度和信号采集过程中的安全系数;漏电闭锁模块采用外加直流电的方法检测电动机对地等效绝缘电阻,将计算出的电阻值与漏电闭锁动作电阻的整定值比较,实现电动机漏电闭锁故障的切除;漏电流检测模块采用外加零序电流互感器的方法在线检测回路中的漏电流,经处理器分析判断后,达到快速切除漏电故障的目的;先导模块除了可实现远程控制功能外,还可在满足本质安全性能的基础上对故障信号进行采集,有效减少误动作。测试结果表明:该系统实现了电动机远程和就地启停控制及远程先导保护等基本功能;电流采集精度高,误差小于2%;故障识别准确,漏电闭锁保护和过载保护动作准确、可靠。     

MEMS铂薄膜温度传感器的电阻温度系数研究

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了铂电阻薄膜温度传感器,在500℃、600℃、700℃和800℃四个温度点下对铂电阻样品进行了热处理,对样品在退火前后的电阻值进行了测试和对比分析,对800℃的退火样品的阻温特性进行了多次测量,其在零摄氏度的电阻温度系数可达3150×10-6/K。另外还对退火后的铂电阻样品阻温特性进行了多次升温降温测试,其升温曲线和降温曲线基本重合,表明退火处理可以明显的改善铂薄膜温度传感器的稳定性和重复性。     

集成化堆外核仪表系统测试设备的设计

为了方便、快捷、有效地实现对堆外核仪表系统的功能性能测试,对集成化堆外核仪表系统测试设备进行了设计和验证。采用信号输出模块、信号采集模块、通信模块和上位机组成了该测试设备,并通过对上位机的软件设计实现了上位机对测试设备的控制。该测试设备能够在实现向堆外核仪表系统输入信号的同时,对堆外核仪表系统输出信号进行连续监测。对该测试设备的功能性能进行了测试。测试结果为:信号输出模块中,微电流输出误差均小于0.5%、输出脉冲信号大于1000 Hz时误差最大为0.018%、输出直流电流信号误差最大为0.07%、输出电压信号误差最大为0.07%;信号采集模块中,直流电流信号采集误差最大为0.13%、低压电压信号采集误差最大为0.07%、高压信号采集误差最大为0.14%;所有开关量采集通道功能正常。该测试设备能够应用于堆外核仪表系统的功能性能测试,为后续研究自动化、智能化堆外核仪表系统测试设备提供参考。     

运载火箭推进剂温度地面高精度测量系统设计

为了满足运载火箭推进剂贮箱温度测量需求,研制了一种铂电阻高精度地面温度测量系统。该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,使用精密运放产生恒流源驱动铂电阻产生电压,通过仪表放大电路进行信号放大,并选用高精度AD转换器进行信号采集。各路阻值测量电路之间采用隔离设计,降低了通道之间的干扰,提高了测量精度。通过自检设计以及校准设计,提高了测试设备的可靠性及测量准确性。测试结果表明,该测温系统稳定可靠,测量误差小于0.01℃,能够准确测量并记录运载火箭各贮箱推进剂温度变化情况,为火箭加注后采取保障措施提供依据,同时为飞行结果分析提供射前实测温度数据支持。     

故障树分析法在装甲车辆电源系统故障诊断中的应用

为了能够准确地进行装甲车辆电源系统的故障诊断,深入地研究了故障树分析法在其中的应用;首先,以某型装甲车辆电源系统为研究对象,根据系统失效模型和故障机理,将故障树分析法运用于装甲车辆电源系统故障诊断中,建立电源系统故障树模型,进行故障分析与诊断;其次利用电源系统故障诊断平台对电源系统4个模块进行故障模拟仿真研究,可看出故障树分析法能够准确地诊断出电源系统各个模块的故障,检测精度可达94%,取得了预期效果。     

基于LabVIEW的发动机仿真测试系统开发与应用

发动机工作过程复杂,运转速度过快,导致测试其性能时只能采用实车检测的方法;对高性能数据采集和半实物仿真技术进行了研究,提出了一种基于LabVIEW的电控发动机半实物仿真测试系统;将电控发动机ECU和其它实物部件直接放入仿真回路中,根据机械动力学、热力学规律和大量实验数据,建立发动机的数学模型;通过LabVIEW测控程序并设置运行环境及发动机参数,可获取电控发动机的工况和性能;统计相同条件下,仿真系统和真实发动机之间反馈信号的误差,结果表明:测试系统能够满足实时性要求,测试结果准确;该系统节约了电控发动机的开发成本,缩短了开发周期。     

航空发动机转子故障诊断系统设计与实现

为准确、高效地诊断航空发动机转子系统故障,采用面向对象的程序设计方法,在VC++开发环境下,设计开发了航空发动机转子故障诊断系统。系统包含四个模块:数据采集模块采用多线程处理技术,配合数据采集设备实现多通道数据同步采集;信号分析和特征提取模块利用封装的改进经验模态分解算法类CEmd进行故障信号处理并从中提取故障特征;模式识别模块基于Lib SVM和GAlib库模板建立了基于支持向量机的故障识别模型。在航空发动机转子模拟实验台上对该系统进行测试,结果表明参数设置适当时,系统对转子典型故障的诊断精度达到了98%。     

基于单片机的直流电动机的信号采集系统设计

装甲车辆起动过程中,直流电动机部分容易发生故障,传统的电机诊断方法都是定期制定维修计划,这种检修方式容易造成维修不足、维修过量以及盲目维修的问题,为了深入分析电动机故障发生时的参数信息的变化,构建一套能够采集电机运行参数的系统,对采集电枢电流和振动信号进行时频域分析,能够反映故障发生的特点;该系统以STM32103C8T6为主控芯片,设计了电流、振动信号采集电路,信号调理电路,对A/D转换模块、数据存储模块进行了编程实现,能够对直流电动机的电枢电流和振动信号进行实时采集,并将数据保存到上位机中进行后续的调用处理;通过测量对比直流电动机起动过程轴承部位发生不同故障时的电流和振动信号,利用MATLAB仿真实现时域内的信号显示,并在MATLAB平台中,编程实现了振动信号的时频域分析;仿真结果表明,该采集系统能够准确测量信号,具有成本低,体积小,精度高等优点,能够为故障特征提取提供较好的数据基础。     

基于PXI总线的多路机上铂电阻温度校准系统的设计

针对传统铂电阻温度模拟仪在飞行试验温度参数校准中效率低下、人为操作容易出现误差的问题,提出一种基于PXI总线的可编程多路铂电阻温度自动校准系统;该系统硬件部分主要由PXI机箱、系统控制器和可编程铂电阻温度模拟卡组成;软件部分完成了温度校准点的自动加载、采集数据的传输和处理、校准信息的设置、校准报告的生成、设备计量等功能.系统最终实现了机上多通道的温度自动化校准;该设备已应用于型号试飞校准工作中,试验结果表明其显著地提高校准效率,避免人为误差,保证校准准确性.     

嵌入式矿井通风机在线监测与故障诊断系统设计

针对现有的矿井通风机在线监测与预警系统存在体积大、维护成本高,采用Windows操作系统缺乏专用性、易误操作等问题,设计了一种嵌入式矿井通风机在线监测与故障诊断系统。通风机和电动机的振动、温度、负压、电压和电流等监测量由对应的传感器和智能仪表传入到PLC数据采集系统,PLC数据采集系统将数据送入以太网模块,系统通过协议解析得到相应数据,显示在嵌入式设备上,并进行实时诊断和故障报警;带有RS485通信接口的振动传感器、温度巡检仪、智能电表,通过ModBus协议将采集的数据传送给嵌入式总线模块,实现监测与诊断功能。测试结果表明,该系统满足矿井通风机在线监测的各项技术指标,同时实现了监测设备的小型化和多样化。     

可接入射频半实物的试验数据转换系统设计与实现

分布交互式仿真试验系统的建立,带来了射频半实物仿真设备和数学仿真系统互连互通的需求;为解决异构数据的转换问题,设计了一套可接入射频半实物的试验数据转换硬件系统,通过系统中射频信号发生模块、中频数据回放设备、试验数据采集处理设备、数模转换模块、高速数字I/O模块和异构网络环境试验数据转换软件模块完成高频信号与数字仿真系统可用文件的相互转换;文章详细介绍了该系统各个模块的硬件架构和实现方法,并通过试验测试给出了测试结果,证明了通过该系统可以将射频半实物接入并实现其数据与数学仿真系统的相互利用。     

基于无线射频通讯的高压电网接点温度在线监测系统的设计

文章针对目前多行业电力温度监控中出现的不安全、不可靠及无法预知等三大瓶颈问题进行研究,提出采用无线温度采集、GSM手机短信报警、GPRS通讯等技术,并借助测温模块DS18B20和ASK超外差无线接收模块的高灵敏温度传送/接收功能,设计可扩展的高压电网接点温度在线监控系统,从而实现电力、冶金、石化、矿山、建筑等行业的电力温度监控;目前通过对赣州市沙河某电站30kV的高压电网开关柜进行系统的测试,试运行结果显示,本温度监测系统运行稳定,安全可靠,测温精度高达±0.5℃,有效测温范围为-30～500℃,测温模块和接收模块间通信准确率可达100%,系统对故障的反应及时准确,系统的预警、故障报警、启动应急服务程序等功能简单可靠,易于实现多检测点、远距离检测与传输,为高压电网节点温度监测提供了理想的解决方案。     

基于自供电的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统设计

为了获取磁流变阻尼器内部状态参数并解决能量供给问题,设计了一套基于自供电技术的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统。通过能量采集装置将服役状态下磁流变阻尼器中磁流变液的动能转换为电能,再经能量管理电路进行高效充放电管理,为无线发射模块和传感器供电,无线发射模块将传感器采集到的数据发送给外部接收模块进行处理。实验结果表明:采集到的能量能够驱动无线传感模块正常工作,该系统能准确获取阻尼器内部温度、压强信息,为磁流变阻尼器的进一步研究提供理论依据和技术支持。     

铂电阻线性化和抗干扰测温模块的研究

该文从铂电阻温度传感器Pt100的电阻—温度特性方面分析了其非线性的原因,利用位于现场端的XTR105电流变送器对铂电阻输出信号进行调理并通过正反馈补偿其非线性后,输出工业标准的(4～20)mA电流至监控系统接收端的电流环接收器RCV420进行线性电流-电压转换.此外,还针对工业现场应用中出现的强射频干扰导致测温模块直流输出失调而引起测温误差问题进行了分析,并采用滤波电路滤除射频干扰.实验结果表明,该测温模块能通过一系列电磁兼容性测试,可以满足大部分工业现场应用要求,定标后测量误差不大于0.5 ℃.     

机载复杂系统综合诊断推理设计方法

随着机载系统的复杂性、综合化、智能化程度不断提高,故障产生的机理也越来越复杂,传统的自检测、人工检测等手段已经不能满足现代飞机故障诊断和维护的需求。针对传统诊断方法对系统的依赖性和在关联故障模式下处理能力不足的问题,设计了3种综合诊断推理方法,并对3种方法进行了对比分析。重点对基于测试性模型的综合诊断推理方法进行了研究,开发了综合诊断推理机,并组建了仿真验证环境。仿真验证表明该方法诊断结果合理可信。     

基于MSP430单片机的无线温湿度检测系统

介绍了一种基于单片机MSP430F437的新型无线温度湿度检测系统,它由LCD显示屏、数据采集模块、数据存储模块、电源管理模块、无线收发模块、USB串口模块等构成,能够现场实时显示当前环境的温度、湿度值,可通过无线和USB串口将采集数据发送到计算机,在计算机界面同时显示当前温湿度值,可实现多通道同时检测,并支持在线记录测量数据。制作的样机经过测试,证明该无线温湿度检测系统能够准确采集当前温湿度信息,获得的数据比其他方法更加准确,自动化程度高。该系统可以实现在各种环境下温度湿度的检测,具有较好的推广应用前景。     

基于时空自编码网络的水力发电站机组状态视频监控系统

设计基于时空自编码网络的水力发电站机组状态视频监控系统,有效监控水力发电站机组状态,实现水力发电站机组管理。通过数据采集模块的数字摄像头采集水力发电站机组状态视频和图像,同时利用数字温湿度传感器采集温度和湿度数据;将采集的全部数据传输至无线通信模块,该模块集多种通讯方式于一体,以Modbus通讯协议为基础,将采集数据发送智能诊断模块;在智能诊断模块采用时空卷积自编码网络,对机组状态视频监控数据实施时空块处理,经训练后得出重构误差,依据重构误差的规则分数,判断机组状态,实现机组状态监控,并向应用模块发送机组状态监控结果;应用模块可在终端设备上查看水力发电站机组状态监控数据,实现水力发电站机组状态监测。实验结果表明：该系统在不同温度下的通讯速率均保持稳定;采用时空自编码网络可准确监控出水力发电站机组状态;该系统设计界面清晰简洁,且功能齐全,水力发电站运维管理人员在客户端可实时查询水力发电站机组状态视频监控数据,实现水力发电站机组管理。     

压缩式垃圾车液压系统故障诊断方法研究

针对传统液压系统故障诊断方法诊断效率低、诊断精度不高等问题,以垃圾车液压系统为研究对象,提出了基于支持向量机的液压系统故障诊断方法.运用AMEsim软件建立垃圾车液压系统仿真模型、采集故障数据,利用故障数据建立支持向量机分类模型并进行参数寻优,最后利用分类模型对液压系统未知故障样本进行测试.仿真结果表明,上述函数和惩罚因子的选择对诊断精度影响较大;支持向量机诊断方法能更加有效提取液压系统故障信息,有更高的故障诊断精度和诊断效率.     

基于Testbench的FPGA实物自动化测试环境设计

针对FPGA软件测试过程中仿真测试和实物测试的不足,提出了一种基于仿真测试用例的实物自动化测试环境,将用于仿真测试的Testbench进行解析处理,形成能够用于FPGA实物测试的传输信号,通过执行器将此信号转换为作用于被测FPGA芯片的实际信号,并采集被测FPGA芯片的响应,实现对FPGA的实物自动化测试。采用实物自动化测试环境验证平台对设计架构进行了验证,取得了良好的效果。