低频电压真有效值的数字化测量算法

本文对低频电压真有效值数字化测量的三种算法,即复合梯形算法、复合辛甫生算法和复合柯特斯算法分别进行了讨论,并给出了它们的流程,分析了它们的理论误差。     

交流电压真有效值的简便数字式测量

介绍由有效值变换器AD736、A/D转换器7106和液晶显示器LD-B7015A组成的交流电压真有效值测量电路。     

高精度电子鼻采样电路设计与检测系统开发北大核心CSCD

电子鼻融合了气体传感器阵列、数据采集电路和模式识别算法,可实现对不同气体的识别与分类。在电子鼻的研发过程和实际应用中,气体传感器阵列的响应、数据采集的精度直接影响着对目标气体的识别准确率。文中以高精度、宽量程采样为目标,设计半导体气体传感器电阻信号的采样电路,结合自动化配气系统提高信号采样稳定性。进一步通过上位机软件设计,研制出可测试多种气体的电子鼻检测系统。对乙醇、甲苯和甲醛3种气体的测试研究表明:该系统能够稳定地实现传感器电阻值信号采样,阻值范围在10 kΩ~100 MΩ,采样误差低于0.31%。结合良好的气体分类效果,展现出电子鼻应用于多组分气体检测的潜力。     

基于驻极体的低功耗非接触式电压测量技术北大核心CSCD

针对低功耗、高性能非接触式电压测量的需求,提出一种基于驻极体电容结构的非接触式电压测量技术。驻极体电容结构由正面蒸发有金属导电薄膜的驻极体薄膜、绝缘衬圈和金属电极构成,通过理论分析和有限元仿真,得到传感器的输出响应关系,并通过搭建实验测试平台对传感器进行性能测试。测试结果表明,传感器输出响应特性与理论分析吻合,并具有较好的线性度和重复性,在施加600、800、1 000 Hz被测电压条件下,传感器的线性度分别达到6.1%、3.5%、2.7%,重复性分别达到9.67%、 5.93%、5.46%。     

非均匀采样对信号有效值测量影响的分析

本文分析了采样信号的非均匀性对于有效值测量的影响,推导了非均匀采样信号在时域与频域上的能量对应关系,得出了利用非均匀采样序列计算信号的有效值收敛于真值的条件,仿真结果验证了理论的正确性。     

一种高精度手持谐振密度计的研究北大核心CSCD

为了实现一种高精度手持式谐振密度计,设计了一种谐振频率测量传感器,并根据其结构特点提出了一种基于姿态补偿的测量方法。该谐振频率测量传感器创新性地将姿态角补偿引入测量流程中,首先,通过理论推导,建立了谐振频率测量传感器的姿态补偿简化模型,研究了钕铁硼磁柱做单自由度运动所产生位移的动态过程,确定了姿态角对待测液体密度的影响形式,并导出了补偿函数,得到了感应电动势基础补偿值和姿态角之间的三维函数关系,从根本上消除了手持式谐振密度计测量过程中姿态变化所导致的测量结果精度和鲁棒性下降问题。同时搭建了实验平台,实验结果表明:设备姿态角对测量精度和稳定性存在一定的影响,通过统计姿态角补偿和未补偿模型计算结果,在设计的4组实验中,应用补偿模型待测液体密度平均绝对误差为4.35×10^(-5)g/cm^(3),方差均稳定在10^(-11)量级,相比未补偿模型平均绝对误差提高了约0.00156 g/cm^(3),方差减小了约10^(-5)量级。     

井下高温高精度磁场随钻测量系统设计北大核心CSCD

为了解决井下高温环境下微弱磁场的高精度测量问题,以提高在正钻井中对井眼附近磁性物质的探测距离,在分析噪声抑制方法基础上,从系统结构、高温器件选型、信号滤波与模数转换、电源稳压处理等方面进行了设计和优化。系统采用斩波技术和低噪声运算放大器降低了测量电路的固有噪声水平,选用高温三轴磁通门传感器Mag-610L及32位模数转换器ADS1282H实现了高温下磁场的高精度随钻测量。结果表明,静磁场强度测量分辨率达到0.1 nT,满足高温下测距的测量精度需求。     

电感电压部分补偿交流功率法测量磁心损耗研究

磁性元件作为功率变换器的重要组成部分,其磁心损耗的精确测量对磁性元件的优化具有重要意义。为了提高传统双绕组交流功率法测量高频激磁磁心损耗的测量精度,本文详细分析电感电压补偿交流功率法的测量原理及其误差来源,基于电感电压补偿交流功率法在非完全补偿的情况下测量高阻抗角磁性元件磁心损耗时误差仍很大的问题,本文提出了电感电压部分补偿交流功率法精确测量任意波形激励下的磁性元件磁心损耗。最后建立测量平台,在非完全补偿条件下,该方法测量50 kHz正弦波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为13.54%,50 kHz矩形波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为9.8%,实验验证该方法可精确测量正弦波激磁和方波激磁的高阻抗角金属磁粉芯的磁心损耗。     

基于误差分析的电池组高精度测量系统的设计

动力电池成组技术是电动汽车技术的核心之一,电池组的容量、能量、功率等特性的测试,对于成组电池性能的评价显得尤为重要。提出了一种基于误差分析的电池组测量系统的设计方法,实现了宽电压(0~1 000 V)、电流(0~400 A)范围内,电压、电流、瞬时功率、安时和瓦时的高精度测量。系统测量的电压、电流为自变量,通过DSP计算出来的瞬时功率、安时和瓦时为因变量。基于误差分析,推导出因变量的精度表达式,提出了同步高精度隔离采样方案。通过简化隔离环节,减少了采样电路的线性误差;通过差分输入、LCL滤波调理电路,提高了电压、电流采样的抗干扰能力。     

基于序列激励电压控制的高精度测温方法研究

针对高精度测温领域存在的非线性、热电动势及自热效应等问题,设计了一种基于序列激励电压控制的高精度测温方法.采用阻值比较法可以减小测温回路非线性;设计序列激励电压控制消除热电动势,并有效抑制自热效应.给出了测温电路的总体设计方案、测温电路非线性分析以及序列激励电压控制的设计方法.在-40 ～+200℃范围下,测温精度能达到±0.008℃,具有精度可靠性高、使用方便等优点,可广泛应用于工业生产及军事领域的温度检测.     

新型谐波消除交流电压调节器的研究

在社会主义市场经济快速发展的大环境下,电力企业改革正稳步推进。电力企业为满足现代社会的发展需求,在改革探索中不断寻求新的发展和进步,新型谐波消除交流电压调节器应运而生。针对新型谐波消除交流电压调节器的研究是提高我国电力企业在国际电力市场上综合实力的重要手段。笔者结合多年工作经验,对相关研究内容做了以下介绍。     

电力参数的交流采样技术及软硬件设计研究

本文提出一种对电力系统参数进行交流采样的设计思想,为应用DSP、MCU测量交流信号提供了采样和计算方法。     

交流电压峰值表的设计

本文设计了用于测量周期性交流电压的指针式大量程峰值表和精密型峰值表,并对仪表的制作及标定方法作了简要说明,同时结合单片机技术,设计了智能式峰值电压数显表。     

磁性液体振动能量收集器输出电压特性的研究北大核心CSCD

文中基于磁性液体的磁特性和流动性,提出了一种利用磁性液体的晃动将机械运动直接转化为电能的振动能量收集器。理论推导了磁场作用下能量收集器输出感应电动势的数学表达式,借助有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立了磁性液体振动能量收集器磁场分布和流体运动的仿真模型,设计了振动结构在正弦激励下的能量收集测试实验,探究了外部激振频率、磁性液体种类和外磁场强度等因素对电阻两端输出电压的影响规律。实验结果表明:磁性液体振动能量收集器可以在低频激励水平作用下有效地收集能量,且具有较宽的工作频带。     

高精度非球面表面测量技术研究

追求更高制造精度一直是制造业的目标,制造精度的提高不但取决于机床、刀具和数控技术,而且取决于制造系统所采用测试手段所能达到的测量精度。在诸多非球面测量方案中,接触式光栅测量技术能够达到相对较高测量精度并具有广泛的适用范围。针对该技术在两个方面提出进一步的改进:第一,把原子力显微镜和用于位移精密测量全息光栅引入非球面制造系统,取代机械测头,以便对该系统所采用测试手段进行改进,进而提高该系统测量精度:原子力显微镜的工作模式采用轻敲模式。第二,全息光栅是光栅制造的最新发展,它的各种指标参数均优于刻划光栅,全息光栅位移精密测量技术也优于传统光栅位移测量技术;为进一步提高非球面表面测量精度,采用全息光栅取代普通光栅实现位移精密测量是非常必要的。     

误差分离技术在高精度零件直线度测量上的应用

如何排除导轨的基准误差不被带入被测元素形状中,本文就根据误差分离技术的反向消隙法来试探分析其可行性。     

一种改进的软件同步交流采样法

提出一种软件同步交流采样的改进方法，并对采样结果采用修正的方式进行处理，使采样精度大为提高。仿真实验表明，在电气参数测量中采用该方法，可使测量误差大为减少。