光泵磁敏传感器中FPGA调频器设计与实现

射频场调频器是氦光泵磁敏传感器核心驱动部件。模拟压控振荡式调频器存在频率不稳、调试困难和需要高精度测频电路等问题,集成芯片调频器存在控制复杂和功耗高等不足,而FPGA调频器具有频率稳定度高、不需要高精度测频电路和集成在FPGA控制器里的优点。提出氦光泵磁敏传感器数字检测原理和调频器技术指标,阐述FPGA调频器原理并完成设计。调频信号解调实验和扫频式磁共振信号检测实验的结果表明FPGA调频器满足氦光泵磁敏传感器数字化检测要求。     

谐振式MEMS磁传感器接口电路设计

介绍了一种谐振式微系统（MEMS）磁传感器的接口电路,电路由驱动电路和信号检测处理电路组成。驱动电路采用直接数字频率合成器（DDS）产生磁传感器驱动信号,同时为检测电路提供同步信号;信号检测处理电路对磁传感器输出信号和 DDS 产生的同步信号进行同步解调,最终得到所需的磁场信号。最后对电路的性能和测试结果进行分析和总结。     

大功率LED控制方法研究

本文在介绍大功率LED的恒流驱动特性的基础上，讨论了当前用于LED控制的电阻限流电路，串联和并联线性调节电路和充电泵电路。详细分析了适用于LED驱动的四种开关变换器结构，并对四种开关变换电路进行闭环仿真。最后对文中讨论的大功率LED驱动方案进行了比较，可以看出开关变换电路比其他三种驱动电路具有更高的效率。     

电子仪表泵柱塞驱动电路的设计

在电子仪表泵柱塞驱动电路中，采用双向电流励磁方式建立起来的对称、三态的磁场，具有仰制剩磁在铸铁或铸钢中产生的作用，因而也就消除了剩磁对柱塞驱动的影响，提高了电子仪表泵工作的可靠性。     

胶囊式微型机器人驱动转矩的研究

提出一种外旋转磁场驱动的具有径向间隙自补偿功能的胶囊式微型机器人模型．对机器人的驱动转矩特性进行了研究,建立了磁驱动转矩数学模型．根据机器人在流体中的阻力矩特性,研究了磁驱动转矩克服流体阻力矩引起的机器人丢步转速现象,分析了丢步转速与螺旋结构参数的关系．游动试验表明,机器人磁驱动系统没有发生丢步现象,通过径向间隙调整,可以实现胶囊机器人推力与阻力矩的控制．     

磁力驱动微泵设计及优化

为提高收缩/扩散管无阀微泵的性能,设计了磁力驱动式无阀微泵,并利用ANSYS软件对微泵的整流部件收缩/扩散管和单腔微泵整体结构进行流体仿真,得到了微泵的结构优化参数.仿真和实验结果表明,流量随着管长、最小宽度、扩张角、泵腔半径的增大存在极大值.磁驱动微泵的流量在驱动电压12 V、驱动频率为25 Hz时达到最大值.     

外磁驱动血泵电机模糊控制系统研究

对血泵电机旋转磁场的产生条件进行了分析,利用ANSYS软件建立体外磁场驱动血泵电机磁场空间模型,并进行仿真研究。通过计算在不同定子电流下血泵电机的输出转矩,建立血泵电机的数学模型。针对血泵电机特殊结构以及复杂工作环境,设计基于模糊制器的血泵电机控制系统,并使用MATLAB软件对控制系统进行仿真研究。     

基于DSP的单相逆变器抗直流偏磁技术研究

分析了导致SPWM逆变器输出变压器偏磁的几种主要因素:控制系统引起的偏磁,驱动电路元件参数的分散性引起的偏磁和主电路引起的偏磁以及偏磁对逆变器的影响,其中控制系统所引起的偏磁是主要因素。在此基础上提出基于DSP的单相逆变器直流偏磁抑制技术,通过检测变压器原边的直流电流并进行闭环数字PI控制,可使原边的直流电流值稳态下近似为0。仿真和实验结果表明,所提出的方案可以有效地抑制逆变器变压器的直流偏磁。     

只有1英寸高的MO驱动器

OlypusImageSystems公司推出一种机箱，只有1英寸高的230MB3.5英寸格式因数可重写磁光盘驱动器──MOS330E。该驱动器由一个5V电源驱动，能并入小型化无风扇（fanless）设计，该驱动器的额定随机寻找时间为27ms，持续数传单为2.4MB／s．由于该装置是10o％ISO标准兼容的，因此它能以读／写方式运行所有标准的128MB和230MB磁光介质．M05330E采用了有专利权的超精细光学头（SEP）．该装置加入了一个能控制的方向（Course）和精细定位的伺服机构．该伺服机构不带任何模拟电路，从而减少了零件数，并降低了功耗．该驱动器额定寿命为5万…     

体内微型机器人的全方位旋进驱动特性

提出了一种由外旋转磁场驱动的体内微机器人．它以相邻径向异向磁化瓦状多磁极圆筒形NdFeB永磁体为外驱动器,以机器人内嵌同结构的NdFeB永磁体为内驱动器,外驱动器旋转时产生旋转磁场,通过磁机耦合作用于内嵌驱动器形成机器人驱动力矩,在本体外表面螺纹与流体动压力的作用下,实现机器人在管道内的在线旋进．在建立微机器人游动模型的基础上,以垂直管道为试验环境,研究了机器人的全方位驱动特性,试验结果表明机器人可以实现管道内全方位驱动．     

搏动式电磁血泵电控系统的研究

本文旨在提出一种搏动式电磁血泵电控系统,使其能够保证血泵工作的稳定性和动力的充足性.论文首先根据电磁血泵的结构设计建立原理模型,计算模型结构的磁力以及泵血的驱动力等参数.通过理论计算确定电流大小与磁力的正比关系,结合由人体血压正常值确定的合力为1.383N,确定工作电流大小为1.5A.其次利用Proteus软件设计单片机控制电路,利用控制电路、加速度传感器和示波器等设备搭建实验台,并进行空载状态下的实验去确定磁体在血泵磁场中受力与运动的状况,以及磁体的加速度波形与通断电的关系.通过依次确定线圈L1、L4,线圈L2、L3,线圈L3、L4的工作时间分别为0.1s,0.03s,0.01s,得到磁体单向运动时间,根据运动的对称性确定运动周期从而达到设计目的.该血泵具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床ECMO（Extracorporeal membrane oxygenation）设备的血泵装置意义重大.     

Kinematics and deformation of ferrofluid droplets under magnetic actuation

This paper reports the experimental results on kinematics and deformation of ferrofluid droplets driven by planar coils. Ferrofluid droplets act as liquid magnets, which can be controlled and manipulated by an external magnetic field. In our experiments, the magnetic field was generated by two pairs of planar coils, which were fabricated on a double-sided printed circuit board. The first pair of coils constrains the ferrofluid droplet to a one-dimensional motion. The second pair generates the magnetic gradient needed for the droplet motion. The direction of the motion can be controlled by changing the sign of the gradient or of the driving current. Kinematic characteristics of the droplet such as the velocity–position diagram and the aspect ratio of the droplet are investigated. The analysis and discussion are based on the different parameters such as the droplet size, the viscosity of the surrounding medium, and the driving current. This simple actuation concept would allow the implementation of lab-on-a-chip platforms based on ferrofluid droplets.     

Effects of discrete-electrode configuration on traveling-wave electrohydrodynamic pumping

Traveling-wave electrohydrodynamic (EHD) micropumps can be incorporated into the package of an integrated circuit chip to provide active cooling. They can also be used for fluid delivery in microdevices. The pump operates in the presence of a thermal gradient through the fluid layer such that a gradient in electrical conductivity is established allowing ions to be induced. These ions are driven by a traveling electric field. Such a traveling electric field can be realized in practice only via discrete electrodes upon which the required voltages are imposed. The impact of using discrete electrodes to create the traveling wave on the flow rates generated is explored through numerical modeling. The change in performance from an ideal sinusoidal voltage boundary condition is quantified. The model is used to explore the widths of electrodes and the intervening isolation regions that lead to optimized pumping. The influence of the choice of working fluid on the performance of the pump is determined using an analytical model.     

射线管道爬行器用磁传感器

介绍一种用于射线管道爬行器定位和控制的管道爬行器电磁传感器,利用低频交变磁场能穿透钢制管道壁的原理。它由位于管道外部的磁发射器和管道内部的磁接收传感器组成,磁发射器由电池、稳压电路、直流电动机和钕铁硼永磁旋转体组成,由电池经稳压供电的直流电动机带动钕铁硼永磁旋转体旋转;磁发射器在管道外表局部空间产生交变磁场,在管道内部形成漏磁场,磁接收传感器由感应线圈、限幅器、仪表放大器、检波电路、积分电路、比较电路和防抖电路组成,输出一个开关量信号供爬行器使用,经过长期大范围使用,达到了代替原来放射性物质控制的作用,定位精度满足射线透照要求。     

基于C8051F005的均匀轴向亚磁场产生和测量系统

根据亚磁场生物学实验要求,利用Silicon Labs的C8051F005微处理器设计了一种轴向亚磁场产生和测量系统.基于亥姆霍兹线圈产生磁场的基本原理设计了一种新的磁场产生结构,采用MAX038产生交变磁场的硬件电路,使用磁阻磁强计对磁场进行精确测量,用VC6.0设计了上位机软件,图形化显示从磁阻磁强计传输过来的数据.实测表明,新结构产生磁场的均匀性要比亥姆霍兹线圈产生的磁场均匀性好,磁场均匀范围宽.亚磁场随电流的变化呈线性变化,具有很好的可控性,可通过简单设置控制交流磁场的频率.     

基于ARM的超磁致伸缩微驱动器的偏置与驱动电路设计

超磁致伸缩微驱动器的工作主要需要提供一个可控的偏置磁场和驱动磁场,前者使超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性得到优化,消除倍频效应,后者实现对微驱动器的输出位移控制;设计一个可控电流源,采用悬浮负载功率放大恒流电路,并通过ARM处理器的数模控制,使指定电流通过电磁线圈以产生所需磁场强度;该设计的可控电源,可输出最大±5A的电流,提供给偏置和驱动线圈,实现微驱动器的直观、灵活的控制。     

新型线圈发射器的电磁场仿真分析

电磁发射拥有许多化学发射不可比拟的优点,近年来受到各国的广泛关注。传统发射器需在线圈内部加装位置传感器,这使得线圈磁场分布不均且结构复杂。该文基于电磁感应原理,设计出了新型线圈发射器模型,该模型利用线圈外部的传感器来控制电路放电时间,克服了传统结构的缺陷。借助SIMPLORER和Maxwell仿真软件对发射器的主体电路和线圈磁场进行分析,得到了磁场中弹丸的静态和动态特性曲线。仿真结果验证了该新型发射器的作用机理,并得到了四级发射器模型的结构参数。该新型发射器可把30g弹丸加速到12.00m/s。结果表明该新型发射器结构简单、线圈内部磁场分布均匀,大大提高了模型的发射效率和系统的稳定性。     

A full-to-empty mode controller for the pneumatically-driven blood pump

Presented in this paper is a microprocessor-based controller developed based upon the theory of finite state automata to activate the pneumatically-driven diaphragm blood pump in the full-to-empty mode. Under normal situations, each pumping cycle of the blood pump can be divided into several phases in a proper sequence, and such phase information is contained in the driving air pressure waveform. The controller tries to match the sequential phases with the pressure waveform sampled at real time in an attempt to search for the end-ejection or end-filling of the blood pump. If either the end-ejection or the end-filling can be found, the controller sends triggering signals to the driving unit, and if the sampled pressure waveform can not be matched with the sequential phases or the controller fails to detect the end-ejection or end-filling, the controller activates the driving unit by the parameters of the last measured pumping cycle; thus, the driving unit triggers the blood pump without any stop. The result of laboratory bench tests demonstrates its ability in finding the end-ejection and end-filling points and the reliability of the fail-safe measure.