基于环形阵列扭矩传感器的高精度扭矩测量系统设计

针对极端恶劣环境下机械转轴扭矩动态测量所出现的精度不高的问题,结合环形空间阵列扭矩传感器原理与输出信号的特点,提出并设计了一种新颖高精度的非接触式扭矩测量系统框架.传感器信号在由S3 C2440 AL微处理器与ADS1274 A/D转换器实现采集后,着重讨论利用多重相关法来抑制系统噪声,并测量两路信号相位差,提高系统扭矩测量精度.实验结果证明:融人多重相关法的环形阵列扭矩传感器测量系统精度明显提高,且结构简单,能够在恶劣环境下稳定工作.     

一种高精度扭矩测量系统的设计与实现

介绍了一种微小扭矩高精度测量系统的工作原理。该系统利用4片等厚的弹性臂作为弹性件配合应变片测量微小扭矩作用下的形变,经由信号处理及A/D转换,通过计算机串口通信,实现了扭矩的计算机实时控制、监视与分析等精密测量。经实验,该传感器能够在0～40mN·m的测量范围内,达到0.01mN·m的测量精度。     

基于STM32与FPGA的导波激励源设计

基于STM32和FPGA设计了一种专门用来进行超声导波管道无损检测的信号发生器.该激励源由STM32、FPGA、D/A转换电路以及低通滤波电路组成.基于DDS基本原理,阐述了超声导波专用DDS模块设计方法,并给出了STM32与FPGA的接口电路、D/A转换电路及滤波电路的设计方法.其中STM32为整个系统控制核心,主要负责送频率控制字,FPGA主要为了产生DDS波形.FPGA输出的数字信号经D/A转换及低通滤波后即可得所需激励信号.实验结果表明输出的信号噪声小、精度较高、频率可调,能方便地用于管道超声导波检测.     

基于STM32的温湿度变送器设计

针对目前常见的电流型温湿度变送器恒流输出特性较差、精度较低、校准繁琐的不足,给出了一种基于STM32单片机的温湿度变送器设计方案;该电路以STM32单片机为控制核心,以SHT11数字式温湿度传感器采集环境温湿度;通过STM32的内部12位D/A输出模块将温湿度转换为模拟电压信号;随后,该电压信号通过V/I转换电路变为4～20 mA的模拟电流信号;研究了常见V/I转换电路的原理并提出改进电路方案;最后,基于STM32的内部FLASH存储功能给出了一种上位机软件校准方案;通过对比仿真和实验表明,该变送器具有成本较低、恒流特性较好、精度较高、校准快捷方便的优点,能够满足工农业生产中常规温湿度测量的要求。     

基于STM32与FPGA的导波激励源设计

基于STM32和FPGA设计了一种专门用来进行超声导波管道无损检测的信号发生器。该激励源由STM32、FP-GA、D/A转换电路以及低通滤波电路组成。基于DDS基本原理,阐述了超声导波专用DDS模块设计方法,并给出了STM32与FPGA的接口电路、D/A转换电路及滤波电路的设计方法。其中STM32为整个系统控制核心,主要负责送频率控制字,FPGA主要为了产生DDS波形。FPGA输出的数字信号经D/A转换及低通滤波后即可得所需激励信号。实验结果表明输出的信号噪声小、精度较高、频率可调,能方便地用于管道超声导波检测。     

基于STM32的高精度车载气压高度表设计

针对车载气压高度表对跨地域、长时间运行的高精度以及系统小型化、界面友好化等要求,设计了基于STM32硬件平台的车载气压高度表系统.系统中采用高精度硅压阻式压力传感器,皮托管及相关管路组成气路系统实现大气压静压的采集,并通过嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和图形用户界面μC/GUI实现基于多任务的界面显示.实验结果表明：经实时校正后的车载气压高度表在长时间运行时测量精度优于1.2m,具有较高的测量精度,能很好地满足气压高度表车载应用的高精度高度定位要求.     

高精度程控直流电流源的设计与实现

设计了一款高精度、低纹波、稳定性高的程控直流电流源，它采用STM32F103微控制芯片作为整机的控制核心，设计上位机软件来实现对硬件系统的调控。硬件系统由双闭环结构组成，内环是由PI控制器构成电压串联负反馈，提高了输出电流的稳定性。外环则是通过A/D采样电路将实际电流值送入主控芯片，再根据相应控制算法重新调整D/A的输出，提高了输出电流的精度。测试结果表明，电流源的输出电流稳定度高达0.003%，精度达0.01%，最大输出电流高达25 A，适用于电力部门、计量院等对电源精度要求高的场合。     

STM32平台的MPL3115A2气压传感器的应用

主要介绍Freescale的MPL3115A2气压传感器的性能、内部寄存器设置、工作模式配置等,给出基于STM32的MPL3115A2气压测量系统的应用实例。MPL3115A2内部集成了MEMS压力传感器和24位A/D转换器,可以实现压力(海拔)和温度的数字输出,测量精度可达30cm;I2 C总线接口设计可以方便地与MCU通信。     

一种基于FPGA和STM32双核的波形识别及参数测量装置设计

本文以FPGA和STM32F4为设计核心，结合程控运算放大器、高速A/D转换模块、过零比较器等模块，利用FPGA的高速并行特点，完成信号频率的精准测量和高速波形采集，并充分发挥STM32F4单片机强大运算能力和灵活控制能力，通过RMS、FFT等运算计算出信号的幅值、失真度等参数，从而识别被测信号的波形类别。经实测测量的精度远小于1%，波形识别准确率可以达到100%。这种双核组合能有效发挥各自的优势，极大地提升测量装置的性能。     

基于STM32F的高精度数字电能表在线校验仪

研制了高精度手持式数字电能表在线检测仪.以工作频率120 MHz的STM32F207为主控CPU,采用片内高达2 MHz转换速度的12位A/D对电网进行同步交流采样,实时对三相电压、三相电流进行分析计算,完成对频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数等电能质量指标的监测,并采用非线性方式对功率的相位偏差进行补偿,测量结果由TFT LCD实时显示,并通过RS232实现上下位机以及多机通信.该校验仪具有测量指标多、精度高、实时性好等优点,能广泛应用于电力公司的各供电和检测部门.     

感知传感器的高精度高分辨率采集系统设计

随着小型化、高精度、低功耗、智能化感知传感器的快速发展,传统采集系统已无法满足高精度要求.设计一套能够测量感知传感器输出微弱电信号的高精度高分辨率采集系统,该系统选用了CodexM4系列处理器STM32F411与分辨率为24位的串行模数转换芯片AD7714,提出了一种基于改进型滑动平均滤波算法的滤波方案.详细介绍了该系统的软硬件设计方案,最后利用模拟感知传感器进行了原理样机的静态精度测试,测试结果表明,基于感知传感器的高精度高分辨率采集系统能够满足高精度、实时性好、稳定可靠的设计要求.     

太阳总辐射计的设计

在对太阳总辐射计的研发中,怎样解决高精度的数据采集,且保证能够方便地观测并记录是相当重要的问题.设计了一种由太阳总辐射传感器、ADS1248高精度模数转换器和STM32F103ZET6组成的太阳总辐射计.该新型太阳总辐射计的太阳总辐射传感器模块是由铂电阻构成,在太阳的总辐射下使得阻值发生变化,24位高精度的ADS1248对其进行AD采样,数据处理得到精度较高的太阳总辐射值,并通过蓝牙传输太阳总辐射值,可以方便地观测太阳总辐射值.     

DSP和STM32单片机的姿态解算装置设计

设计一套基于DSP和STM32单片机的姿态传感器采集装置。无人飞行器的控制、跳伞训练姿态监测需要高精度的姿态运动信息作为反馈输入,要求测量模块具有功耗低、响应快和体积小的特点。采用精度较高的MEMS器件与STM32单片机并结合DSP高速的数据处理能力,构建航向姿态参考系统硬件平台。针对传感器特点,设计了基于扩展卡尔曼滤波算法的双矢量校正算法。     

STM32的通信天线方位角实时快速测量系统设计

设计了一种基于STM32+ 上cGUI架构的方位角测量系统.设计了以STM32F103ZET6控制器为核心的控制模块和TFTLCD显示模块硬件电路,分析了传感器模块WDD35 D4的测角原理.软件部分移植了独立于CPU和LCD控制器的μcGUI,实现数据可视化界面设计;同时比较了滑动平均滤波、滑动中值滤波和加权滑动平均滤波对系统随机噪声的滤波效果,实验结果表明采用滑动平均滤波效果更佳.     

基于FPGA和STM32的流式细胞仪数据采集系统设计

针对流式细胞仪采集微弱信号高速高精度的需求,设计了一种基于FPGA和STM32控制的模数转换多通道高速高精度数据采集系统。该系统接收并调理放大光电转换后的微伏级细胞脉冲电信号,经模数转换传给FPGA作识别,再由STM32读取传至上位机分析处理。FPGA结合STM32单片机控制其外围芯片,可实现数据的同步采集、实时缓存和高速传输。为验证系统的有效性,采用彩虹八峰微球上机测试,实验结果表明荧光通道荧光检出限以及荧光线性符合国家标准,满足流式细胞仪数据采集的高速高精度要求,在医疗电子仪器设计领域具有广阔的应用前景。     

直升机发动机扭矩测量系统设计

本文采用非接触式扭矩测量方法磁阻感应测量直升机发动机扭矩,介绍了磁阻效应测量扭矩的原理,根据磁阻传感器设计了信号调理电路,并在STM32F107上设计了软件系统,在实际测量直升机发动机扭矩,校准直升机仪表过程中表现了良好的系统性能。     

基于STM32的燃气轮机振动监测系统的设计

为了能够准确、实时的提取燃气轮机关键部位在关注频段内的振动数据,设计了一种燃气轮机振动监测系统.该系统以STM32为核心处理器,通过加速度传感器对振动信号进行采集,利用积分放大电路、外置高精度模数转换电路和数模转换电路等进行信号调理,辅助FIR的数字滤波窗函数进行频段内振动数据的提取,并用仿真分析验证其滤波算法的准确性.经实际试验结果验证,该振动监测系统具有工作稳定、精度高、频段提取准确的优点,能够满足实际工程要求.     

基于双轴加速度传感器的新型角度测量系统设计

精确的角度测量在控制领域有着极其重要的意义,它决定了整个控制系统的性能和精度。本文介绍一种以STM32F107为数据处理核心,利用高精度加速度传感器ADXL202作为测角传感器,同时配备液晶屏的新型倾斜角度测量仪。     

基于STM32的四旋翼飞行器姿态解算的研究

分析了四旋翼飞行器的姿态解算原理,提出了一种基于 STM32的姿态测量系统。系统由 STM32F407微控制器和捷联惯性测量组件(IMU)组成。利用四元数描述姿态进行坐标换算,采用多传感器数据融合方案,通过互补滤波算法进行数据融合,获取精确的姿态角,并完成姿态解算。实验结果表明,采用互补滤波算法有效融合了捷联惯性测量组件的传感器数据,实现了四旋翼飞行器的高精度姿态解算。