低功耗水质电导率测量仪设计

针对目前电导率测量仪体积大、检测精度低、功耗高等问题,设计了基于超低功耗单片机的电导率测量仪。硬件电路由电导率测量、温度采集、显示、通信及其二线制电流输出等模块组成,软件部分实线电导率在线温度补偿,MODBUS通信及其三点自动标定等功能。通过实验可知,该检测仪具有测量精度高、超低功耗、体积小等特点。     

基于MSP430F449的甲醛检测仪设计

为了准确实时地在线测量甲醛浓度,采用英国DART公司最新的电化学甲醛浓度传感器,结合低功耗高性能单片机MSP430F449与24位高精度的△-∑A／D转换器ADS1232,设计了带温度补偿功能的高精度在线实时甲醛检测仪。该测试仪具有测量精度高、速度快、使用方便等特点。     

基于低功耗广域传感器网络的变电站关键设备温度在线监测系统研究

变电站作为电力系统的重要组成部分,其关键设备的温度关系着系统是否正常运行,一般情况下采用人工巡检测量的方法监测温度,费时费力,而且有些内部设备不能进行测量。现通过研究低功耗广域网通信技术在变电站关键设备温度监测、管理、运行、维护等方面的应用,提出了一种基于低功耗广域传感器网络的变电站关键设备温度监测系统,其目的是实现变电站内高压进线、变压器、高压断路器柜、隔离开关、电缆搭头和电容器室等设备的在线温度监测、报警等功能。     

一氧化碳气体质量浓度智能检测仪的研究与设计

为了准确测量空气中一氧化碳的含量,研究设计了利用PIC16F877单片机控制的一氧化碳气体质量浓度智能检测仪,用传感器进行一氧化碳质量浓度采集,通过MPLAB软件编程建立线性模型实现显示、控制报警等功能,并用模块法进行系统调试.设计了多种报警方式,当气体质量浓度达到预置的报警值时,将依据报警的级别不同,发出不同频率的声、光报警信号.该仪器具有智能化、低功耗、高精度、操作简便等特点.     

多参数水质检测仪在海洋水质监测中的应用

多参数水质检测仪是用于海洋水质监测的一种新型仪器，用它可以同时测量海水的温度、深度、盐度、叶绿素浓度、浑浊度、溶解氧和pH值七个参数。本文将详细介绍该仪器的功能及技术指标、标定和使用方法。利用该仪器作者于2002年11月至2003年8月间在渤海和北黄海域进行了调查测量，取得了较好的效果。     

基于USB接口的在线pH值监测系统

为了满足实时性和数据重现性的要求,开发了基于USB接口的在线pH值监测系统.系统以C8051 F340单片机为主控芯片,采用玻璃电极检测溶液的pH值,铂金ORP电极检测氧化还原电位,利用温度传感器DS18B20采集溶液温度,通过软件计算实现对pH值的温度补偿.以C8051F340内嵌的USB控制器,结合USBXpress开发工具实现与PC机的数据通信,实现对pH值的在线监测.实验数据表明:系统具有良好的实时性、重现性和稳定性.     

超低功耗、高精度矿用超声波气体流量计系统研究

针对传统超声波流量计测量精度低、功耗偏高等问题,对流量测量原理、低压驱动换能器、信号接收发送、系统功耗等方面进行了研究,提出了基于时差法的测量电路、前端激励信号驱动放大电路以及后端信号处理电路的具体实现方案,同时归纳了流量测量精度和系统功耗的影响因素,提出了相应针对措施,设计了一种以超低功耗单片机EFM32和高精度时间测量芯片TDC-GP22为核心元件的新型超声波流量计,利用流量标定装置对该新型超声波流量计进行了标定实验。研究结果表明,该新型超声波流量计能实时采集气体流量、浓度、气压和温度等参数,且测量精度较高、功耗极低,有一定的实际推广应用价值。     

基于Cortex-M0的无线高精度温湿度智能传感器

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定了无线高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,文章介绍了该方案的软硬件设计与实现。该系统以超低功耗ARM Cortex-M0架构的LPC1114为主控芯片,配合低功耗、16位串行A/D转换芯片AD7792以及超低功耗、具自动应答及自动重发功能的单片式2.4 GHz的无线射频芯片NRF24L01等实现无线通信、高精度测量、自动采集和实时处理等功能,它与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点。实验测试结果表明,本智能传感器工作稳定可靠,并具有足够的精度,达到了预期的设计目标。     

氢离子敏场效应晶体管微机温度补偿技术的研究

本文介绍了氢离子敏场效应晶体管的温度特性,分析了敏感膜-溶液间的界面电势差及其温度系数,并采用线性近似法提出了反映溶液pH 值与输出电压、温度和器件常数之间关系的表达式。介绍了一种可以测量pH 值与温度的微机温度补偿系统。采用温度特性已知的标准缓冲液标定常数后,就可对待测液进行测量。标定与测量均可自动进行。研究表明该系统可以在pH 值很宽的范围进行补偿。在pH4.00、6.86与9.20标准缓冲液中,温度由5℃变至45℃过程中,温度造成的误差仅为未补偿时的1/40,相当于0.001PH/℃。     

基于PIC单片机的pH测试仪

设计了一种酸碱浓度(pH)测试仪,介绍了测量仪的设计原理、硬件电路及软件设计.选用高精度差动放大器INA116放大复合电极输出的微弱电压信号、抑制现场干扰及复合电极的高内阻影响.为满足测量精度,对温度信号进行了有效补偿并通过软件校正电极偏差.PIC单片机进行实时处理.测试仪具有两点标定、自动温度补偿等功能.测试结果表明:测试仪能准确地测量溶液的pH值,满足设计要求.具有精度高、稳定性好、操作便捷等优点,应用前景广阔.     

外圆加工尺寸在线测量方法研究及相应仪器的静态标定

通过对外圆加工过程分析，提出了一种可以完成在线尺寸测量的方法，并建立了相应加工与测量的系统模型及实时分析和计算加工尺寸的数学方法。通过对ＳＧＭＺＣＹ－１型外圆加工尺寸在线测量仪的标定，提出了测量仪器静态标定的方法、标定数学模型及其结果，给出了实现的软件。     

外圆加工尺寸在线测量方法研究及相应仪器的静态标定

通过对外圆加工过程分析，提出了一种可以完成在线尺寸测量的方法，并建立了相应加工与测量的系统模型及实时分析和计算加工尺寸的数学方法。通过对ＳＧＭＺＣＹ－１型外圆加工尺寸在线测量仪的标定，提出了测量仪器静态标定的方法、标定数学模型及其结果，给出了实现的软件。     

金属丝网二维分布尺寸激光在线检测仪系统

本文主要讨论金属丝网二维分布尺寸激光在线检测仪系统,给出了较为详细的理论推导、测量公式及测量结果。该检测仪系统利用了“激光-傅里叶变换法”,应用CCD 光电元件和图象处理系统对被采样信号进行实时采集和处理,实现了金属丝网二维分布尺寸的在线检测。该系统具有测量速度快,检测精度高,劳动强度低和数据处理自动化等特点。     

基于串行通信技术的数控机床热误差在线补偿技术研究

为实现数控机床热误差的在线补偿,利用温度测量装置采集温度数据并基于热误差模型将其转化为位置校正量,采用串行通信及相关数据接口技术实现了校正量对插补指令的实时补偿,最终实现了热误差的在线补偿.     

基于CC2530F256的智能变送器模块的研制

为了适应传感器网络化、智能化的发展趋势,解决其兼容性和气象站大量布线的问题,采用CC2530系列芯片以及Z-Stack协议栈的编程体系设计智能变送器模块,实现常规气象要素传感器信号的高精度采集及数据的无线传输,同时对IEEE1451标准中的电子数据表格(TEDS)进行了设计,使传感器实现智能化。详细介绍了智能变送器硬件电路设计和数据处理软件流程图,并且实现了部分电子数据表格的在线更新,通过串口测试工具可以实现数据通信。它具有体积小、超低功耗等优点,系统能够在观测场长时间稳定运行。     

基于MSP430的远程水表监控系统的研究

针对传统水表只能入户人工抄表,工作量大,且不能实时监控等缺点,提出了采用低功耗的MSP430单片机结合GPRS无线数据传输网络,实现水表远程监控的方案。重点介绍了流量传感器信号的整形与采集,基于MSP430单片机实现流量测量、现场与监控中心通信,给出了部分软件、硬件、低功耗模式的设计方法。实验结果表明,该设计方案具有简单实用,数据传送可靠,功耗低等优点,具有一定的工程价值。     

基于LPC2378的pH水质分析仪的研制

介绍了基于LPC2378微控制器的pH水质分析仪的研制,进行了硬件设计和软件设计,硬件设计包括总体方案、信号采集、继电器输出、4～20 mA模拟量输出等电路,软件设计详细讨论了软件控制策略和滤波、参数标定、测量值计算等数据处理方法。该分析仪样机达到如下技术指标:pH值测量范围0～14,分辨率0.01,精度±0.05,检测速度500ms.仪器使用方便,运行可靠、稳定,具有广泛的应用价值。     

圆锥滚子轴承内组件收口质量数字化在线检测仪

介绍了一种圆锥滚子轴承内组件收口质量在线检测仪,通过测量内组件的径向游隙实现内组件收口质量的数字化检测。检测仪机械部分包括定位装置和测量装置;控制系统硬件由PLC和工控机等组成,PLC进行检测仪的动作控制,工控机进行测量数据的采集和处理。试验结果表明,该检测仪的测量精度为±10μm,能够稳定地检测轴承内组件的收口质量,满足了用户的要求。     

奶牛乳腺炎智能检测仪的设计与研究

为了及时、准确地检测出奶牛的乳腺炎，本文根据奶牛感染乳腺炎引起乳汁电导率和pH值变化的原理，设计出了一种基于单片机控制的智能型奶牛乳腺炎自动检测仪。该仪器能够根据乳汁电导率和pH实测值的大小判断出奶牛是否感染乳腺炎，并由专家系统给出相应的治疗措施，同时可由仪器的时钟系统和温度测量系统分别将测量时间和测量时乳汁的温度记录下来，并保存在单片机系统的存储器中（或通过RS485通讯接口传输到PC机保存）。通过对一段时间内的测量值进行分析可以制定出相应的营养方案和管理方案。该仪器既能独立使用又能安装在自动挤奶系统来实现在挤奶的同时对乳腺炎的在线检测。实验表明：本仪器具有快速、准确、检测成本低、使用简单方便的特点，该检测仪对临床乳腺炎检测的正确率为94％，对隐性乳腺炎检测的正确率为67％。     

便携式毒剂检测仪设计

神经性毒剂是构成化学武器的重要基础，因此毒剂的检测有着极其重要的意义。介绍了基于单片机设计的微功耗便携式毒剂检测仪。根据对生物传感器的原理分析，详细给出了毒剂检测仪的工作原理、硬件结构设计及其软件实现方法。同步设计了监控外部环境温度及时间的电路。该电路设计具有低压微耗、体积小及可通信等特点。