化工园区无机有毒气体分析仪的设计

针对国家出台的化工园区试点项目中确定的几种气体预警因子,设计一种可实时监测H2S、HCl、NH3、HF四种有毒气体的声光报警分析仪.仪器采用模块化的设计思路,以工业级芯片STM32F429作为核心处理器,围绕电化学传感器和MCU设计了电源管理电路、传感器信号处理电路、实时时钟电路、Flash存储电路、人机交互电路、报警电路、数据通讯电路等.同时完成了基于RT-Thread嵌入式实时操作系统的线程设计、气体浓度采集及算法设计、em Win人机交互界面设计.测试结果表明:该气体分析仪功能完善、性能稳定、抗干扰能力强,能够较好地满足化工园区无机有毒气体浓度检测的需求.     

地下水pH值、电导率和浊度实时监测仪器

开发了用于地震前兆研究的地下水pH值、电导率和混浊度的智能在线监测仪器。介绍了仪器的软硬件设计,包括采集电路、前置放大电路、传感器及针对在线测量要求的长期稳定性和免维护性的设计,其中浊度传感器采用表面散射的原理设计,光源采用激光。仪器具有人机交互、数据存储、参数校准、串口通讯以及自动在线测量等功能,达到要求的各项指标,并在地震台站长期稳定运行。     

离子选择性电极重金属检测仪器设计和试验

介绍了采用离子选择性电极的重金属检测仪器设计和温度补偿试验。首先描述整个仪器的系统结构,针对离子选择电极的前置放大电路和基于Pt1000的测温电路进行了详尽的分析,最后以Ag+离子为研究对象,进行温度补偿试验的探讨,采用线性函数对数据进行拟合处理,得到初步分析结果。试验结果证明,仪器电路结果可靠稳定,为相关设计提供了参考。     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

基于MSP430测振仪的研制

针对飞机发动机专用测振仪器的缺点,设计出基于单片机MSP430F133的振动测量仪,详细介绍了它的测量原理及软、硬件设计。该测振仪采用16位AD转换芯片ADS7809进行A／D转换,并在软件上针对传感器的频率响应对测量结果进行补偿,将部分硬件功能软件化,简化电路,减小仪器调试的难度,保证仪器的精度。     

基于集成芯片的细胞生理参数自动分析仪的硬件设计

基于集成芯片的多功能细胞生理自动分析仪需要对微电极阵列传感器(Microelectrode Array Sensor, MEAS),光寻址电位传感器(Light-Addressable Potentiometric Sensor,LAPS)和细胞电阻抗传感器(Electric Cell Substrate Impedance Sensor, ECIS)3类传感器的输出信号进行检测.文中介绍了针对MEAS设计的专用前置放大电路;针对LAPS和ECIS,以AD5933集成阻抗转换芯片为核心,设计了电压衰减(增益)电路、电压偏置电路、频率扫描电路和偏压扫描电路,信号的放大采用了微弱电流采样技术.利用MSP430单片机编程实现了对整个系统的控制及与PC机的通讯.最后完成了对硬件系统的测试,结果表明文中的设计基本达到了系统检测的要求.     

基于MEMS传感器的无线传感网络节点的硬件设计

为了解决对建筑物的结构健康安全监测进行在线监测的问题,采用微机电系统(MEMS)技术和无线传感器网络技术相结合的方法,提出了一种基于磁驱动增大检测电流的新型电容式加速度传感器结构,介绍了其工作原理,并设计了该传感器的电容检测电路,在ANSYS仿真软件上对传感器性能进行了评价,在Multisim上对检测电路进行了模拟仿真;仿真结果表明,该传感器可以检测三维加速度信号,静态灵敏度可达0.558μm/g,动态测量范围为10 g,电路实际输出与仿真结果相符,符合要求;在节点整体方案设计中以低功耗的MSP430F1611作为控制MCU,以CC2430芯片实现无线收发,配合周围接口电路实现了位移信号的监测功能;采用片内温度传感器对节点进行了测试。测试结果表明,该节点能够完成监测,满足设计要求。     

单片机控制的多重显示气动量仪

介绍了一种新型气动量仪的设计原理。仪器采用扩散硅压力传感器实现气电转换，由单片机完成操作控制和数据处理。数字／模拟多重显示电路硬件设计简单可靠，功能主要由软件实现，成本低廉。     

基于STM32F4在线红外气体分析仪研究与开发

通过对常见气体检测原理的对比性分析,选定基于红外吸收光谱法的气体传感器作为仪器的核心检测部件。利用模块化设计思想,把仪器分为气体传感器、微控制器、数据传输、人机交互、I/O接口等5个组成部分。搭建硬件测试电路并对测温电路采用标准电阻箱标定、对传感器通入零气进行零点校准。分别对仪器进行温度与流量实验,准确性、重复性、稳定性等性能测试,以及通信测试。测试结果表明仪器性能稳定,环境适应性强,仪器精度符合工业仪表标准,具有较高的实用性。     

用于航空发动机的光纤F-P温度传感器及其信号解调系统研究

光纤F-P温度传感器具有结构稳定、精度高、体积小、抗电磁干扰、质量轻和成本低等优点,在航空发动机高温测量领域具有重要的潜在应用。针对航空发动机的高温工况,利用多光束干涉原理设计了光纤F-P传感器,并通过端面检测、显微测量等手段完成了光纤F-P温度传感器的制备。针对传统光谱仪解调系统昂贵,解调速度慢的不足,以F-P滤波器和DSP为核心设计了传感器的信号解调系统,克服了传统光谱仪解调的局限性;进行了解调系统的硬件设计,完成了光电转换放大电路的原理设计、仿真分析和电路制作,实现了解调系统的初步搭建。在高控温精度的高温炉中采用标准热电偶对制备完成的传感器进行标定,结果表明:在30～1 000℃温度范围内,传感器的温度响应灵敏度为0.012 nm/℃,线性度为0.996。     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

SF_6气体分解物数据采集器的研究

针对SF_6气体分解物数据采集进行研究并提出设计方案,确定电化学传感器检测方法作为系统设计理论基础,给出了整机原理图,完成了STM32微处理器电路、电化学传感器电路与发送器电路、电流环接收电路、A/D变换器等电路的设计,采用的MCGS组态软件给用户提供了良好的人机界面。对电路的系统电源、A/D采集转换、串口通信电路等主要部件进行调试,并进行通气实验,实现气体标定。以SF_6气体分解物中的SO_2为例,检测其气体的体积分数,分辨率较高,稳定性好,取得了预期的研究效果。     

新型CO2传感检测仪的研制

本文以固体电解质CO2传感器为基础,设计制造了一种新型CO2传感检测仪。通过对传感器件特性的分析和测试,在接口电路上采用了“上电自校正”电路,以此来抑制器件本身所存在的输出信号对于时间的不规律变化的弊端;在数据处理上采用了新式的“浮动查表法”来进一步剔除时间因素的影响。同时,对于温度和感应电场对系统稳定性的影响进行了讨论分析,给出了具体的解决方法。本仪器设计的特点是采用软硬件相结合的方法来弥补传感器自身所存在的不足,实际应用表明,该仪器具有很高的实用价值和广泛的应用前景。     

超声电视成像测井仪的磁通门传感器设计

在超声电视成像测井仪器中,磁通门传感器用于确定图像的方位.依据仪器的结构特点,设计了圆环形磁通门传感器探头.依据该仪器的磁定位只需反映地磁强度的周期变化的特殊需求,简化了检测电路,提高了高温环境下的稳定性和可靠性.针对不同线圈参数,给出电路的调试与刻度方法.实验结果表明:该传感器在高温环境下稳定工作,输出信号频率稳定,具有很高的实际应用价值.     

窝点接触力自动测试仪数据采集系统的设计

实现了一种用于自动测量弹性臂窝点接触力的新型测试仪.主要介绍了该仪器数据采集系统的硬件和软件设计.其中硬件电路的设计包含了信号调理电路和信号采集电路,前端使用了仪用放大器调理传感器输出的微弱信号,后端使用了AVR单片机完成AD转换和数据串行传输.上位机软件主要负责仪器的运动控制、视觉测量和数据的采集和处理.软件的数据处理部分采用了Matlab6.5与VC6混合编程来实现窝点接触力的求解.     

定量输送机装载系统研究

介绍了以MCS-51单片机为控制核心，以压磁传感器为称重传感器的机电自动控制系统，设计了质量测量电路、A／D转换电路、键盘及显示电路、单片机及其扩展电路的硬件设计和软件开发。系统不但能自动完成定量装载，而且还可以对装载量进行显示、设定，对装载过程进行动态检测。     

智能语音机器人的设计

本设计利用凌阳16位单片机SPCE061A作为主控制器,外加电机驱动电路,无线数字收发电路,红外传感器,热释电传感器,烟雾传感器,设计实现了一种多功能智能机器人。该机器人采用特定人语音识别技术进行语音控制,可以完成行走、跳舞、瞄准发射、红外避障、探测可燃性气体或烟雾浓度是否超标及报警等功能。另外,配合按键,可重复对机器人进行语音辩识训练,以满足方便多个个人亲自控制的要求,而且采用无线收发模块,可以实现远程监控。     

基于MSP430F149的温湿度测控仪设计

针对市场上已有温、湿度仪功能单一,电池使用时间短以及不能组网使用等问题,提出了一种基于MSP430F149单片机设计的温、湿度测控仪,重新设计了板上传感器接口电路、电源电路以及RS232/RS485通信电路,克服了原有仪器在这上面的一些缺点,此外该仪器还提供了4 mA～20mA电流接收转换电路、实时时钟电路以及继电器控...     

磁记忆应力集中检测仪的研制与试验

以磁记忆效应为基础,说明了应力集中的检测原理.以笔记本电脑为中心,针对选定的磁敏传感器输出信号微弱的特点,设计了包括二级放大电路在内的硬件电路,应用面向对象的程序设计思想开发了相应检测软件.根据并行口的功能,给出了进行数据采集的具体程序.拉伸和疲劳循环试验说明了所研制的仪器能有效地检测构件的应力集中.     

智能脉搏测试仪

脉搏检测仪器的硬件电路包括脉搏传感器电路、初级放大电路、滤波电路、次级放大电路和单片机控制电路。软件由C语言编写,完成A/D转换、数据处理等工作。该仪器具有结构简单、测量精度高、使用方便等优点。