电晕电流信号高速数据采集技术

高压环境下的电晕电流信号具有复杂的脉冲特性,为了获得精确完整的电晕电流信号,提出了一种多通道并行数据采集技术.通过对多通道并行采样技术的理论分析与仿真,研究了通道偏置误差、增益失配误差、时钟相位误差变化对并行采样的影响.结果表明信号经过通道失配误差校正后,所得信号波形和频谱与标准信号基本一致,可以满足系统工程设计要求.     

同轴电缆形变TDR监测技术的研究与实现

针对时间域反射测试技术在地质灾害防治、山体滑坡预警,以及土壤水含量分析等诸多领域的应用,使用TDR技术构建的同轴电缆形变监测算法,设计了TDR检测系统硬件电路;运用等效采样算法,实现了高速回波信号的等效采样与重构;通过向同轴电缆施加窄脉冲激励信号,依据回波信号模式分析完成了同轴电缆形变的有效监测;实验室中的大量实验数据表明,将TDR技术应用于同轴电缆形变监测原理正确,文中设计的方案可行.     

基于改进高速单光子探测器的复合跟踪控制系统设计

由于半导体红外、光电倍增管单光子探测器受到噪声数据的影响,使得光子计数统计结果不精准,导致应用跟踪系统后,存在控制效果差的问题;利用雪崩光电二极管探测入射光和雪崩现象,改进高速单光子探测器;通过反馈控制环节实现猝灭,终止雪崩,将电压恢复到偏置电压;利用改进后的探测器设计单光子探测信号检测电路,获得所需要的基准电平,完成复合跟踪控制系统的硬件结构设计;设计信号传输计数控制流程,并结合判别公式确定高速单光子探测器与单个因素跟踪度;调节单光子探测器发射触发信号,根据所得到的信号确定组合跟踪脉冲光子数,以此为依据调整跟踪方案,完成系统软件结构设计;实验结果表明,改进后的高速单光子探测器在复合跟踪控制系统应用中,在38.5 ns时计数达到220个,与实际结果一致,具有较好的跟踪控制效果。     

矿用脉冲激光测距系统研究

激光测距是在光学高速发展的背景下出现的新型测距方式,被广泛应用于建筑、医学和煤矿井下等距离信息测量场景。针对目前煤矿井下顶底板移进量测量存在无法实时监测、测量精度低、使用不便等问题,设计了基于飞行时间测距原理的脉冲式激光测距系统,并对其系统方案、硬件电路等方面进行了研究。通过高功率半导体激光器、大电流激光驱动电路,发射高能量激光光束。采用ns级雪崩光电二极管,捕获经目标物反射的激光回波信号。利用时刻鉴别电路,计算脉冲激光的飞行时间,精确计算目标物距离。系统试验结果表明,所设计的脉冲激光测距系统体积小、精度高、实用性强,能够达到mm级的测量精度,充分满足煤矿井下的距离测量需求。     

电磁声裂纹检测虚拟仪器系统的研究

为了实现表面裂纹的非接触性检测,利用电磁声技术设计并制作了表面波传感器.解决了用于发射电磁声信号的高压窄脉冲串电路以及电磁声信号的高速采样电路这两项关键技术,构建了表面波电磁声裂纹检测虚拟仪器硬件系统,并利用虚拟仪器语言LabVIEW进行了相应的软件开发,采集并分析了电磁声遇到钢板表面裂纹后的回波信号.实验分析结果表明了系统用于裂纹检测的有效性.     

脉冲式采集记录系统的设计与实现

针对现代脉冲雷达信号特点和脉冲式采集记录系统的具体需求,在详细分析了脉冲式采集与记录特性的基础上,提出了一种适合于脉冲雷达中频信号高速采集记录系统的实现方案,在此基础上完成了系统的设计与实现,并进行了有效的测试.系统能够适应脉冲雷达伪码测距和避盲时的信号时序关系,以脉冲突发式采集,连续性传榆与存储的方式,完成了200MHz突发采样速率下的目标回波信号的高速采集、传榆与存储.     

基于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统设计

针对传统局部放电信号采集系统采样率低、采样率不可灵活配置导致局部放电脉冲信号时域波形特征提取误差较大的问题,设计了一种用于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统.系统以Xilinx 7系列FPGA为主控芯片、四片最高采样率为250 MHz的ADC芯片通过分时交替并行采样技术实现最高1 GHz的采样率.系统在特高频传感器的基础上,主要分析并校正了由分时交替并行采样技术引入的偏置失配误差、增益失配误差和时延失配误差.仿真及实验结果表明,该系统能够采集到高精度的局部放电信号包络,并且在100 MHz带宽范围内无杂散动态范围(SFDR)提高到35 dB.     

自检式冲击波参量检测系统设计

针对冲击波参量检测与系统可靠性问题,设计了一种带自检功能的冲击波参量检测系统。传感头采用自发光式光纤镀膜探针,光纤探针在冲击高压下发光,并通过高速光电转换与示波器记录冲击响应信号,实现对冲击波参量检测。将激光脉冲耦合入传感光路,通过检测激光脉冲在镀膜光纤探针端面镀膜层的反射脉冲信号实现系统自检。详细介绍了镀膜光纤探针、高速光电转换电路及半导体激光器脉冲驱动源的设计与实现。进行了TNT爆轰驱动条件下冲击波到达时间的测量,实验结果表明：整系统的冲击波响应信号前沿小于5ns,测量不确定度小于3ns,为爆轰物理和冲击波物理实验中冲击波参量检测提供了一种可靠有效的测试手段。     

基于嵌入式雷达回波采集电路设计与实现

本文应用等效时间采样工作原理,设计了一种基于FPGA实现的穿墙雷达高速窄脉冲采集电路,电路结构简单可靠.测试结果表明,采集到的回波脉冲波形与发射脉冲基本相同.     

基于分布式光纤传感的溶液浓度自动监测系统

介绍了一种基于分布式光纤传感器的溶液浓度的自动监测系统.该系统采用单片机作为系统的信号处理单元,以发光二极管(LED)为光源,利用脉冲宽度调制(PWM)方式控制发光脉冲,通过光纤传递光信号,用测量反射光的光纤探头作为敏感元件,对雪崩光电二极管(APD)接收到的采样信号进行处理,通过光纤将多个光纤溶液浓度传感器联成分布式测量网络,可以实现溶液浓度的大面积实时智能监控.通过对氯化钠(NaCl)溶液进行检测,得出系统的浓度检测灵敏度为0.1％,在1％ 浓度梯度下,其误差范围不大于0.7％.     

颜色传感器TCS230在纠偏控制系统中的应用研究

在总结国内外纠偏控制系统研究与发展现状的基础上,使用TAOS公司的TCS230颜色传感器代替目前市场上纠偏控制器中使用的光电传感器,通过对TCS230输出的数字信号分别进行脉冲和脉宽采集,比较两者优缺点,选择一种更符合纠偏控制器使用的脉宽信号采集法,并对所采集到数据进行中值数字滤波.经实验验证,系统响应时间能够从20 ...     

传感器窄脉冲信号的超高速采集系统

针对传感器输出的纳秒级超窄脉冲信号,提出一种8x500MSPS的TIADC超高速采集系统,并在脉冲功率分配模块、多相时钟模块中进行了深入研究。仿真实验表明：功率分配模块具有良好的通道一致性和较低的插入损耗,多相时钟模块的时钟抖动低于200fs,且具有较好的通道扩展性。系统在4GSPS采样率下能达到67dB的信噪比。     

非接触光电式速度传感器的研究与应用

讨论了光电式速度传感器光学系统对路面模型的处理，硅光电池转换光电信号的原理以及对实际路面的分析，阐述了光电式速度传感器获取光电信号，跟踪滤波输出的随机窄带基波信号，波形预处理及应用。     

新型锥板式血液粘度仪的转速测量系统

设计了一种基于光电传感器,并用于新型锥板式血液粘度仪中的齿盘转速测量系统。本系统主要是利用光电传感器的开关特性,采集输出的脉冲信号,通过测量相邻脉冲的脉宽差值获得齿盘在取消了电磁驱动之后的瞬时衰减角加速度。根据此系统测得的角加速度便可得到血液样品在不同转速下对锥板系统的阻力矩,再由阻力矩便可进一步计算出血液粘度值。运用Maflab处理采集到的数据,实验结果表明系统可用于转速测量。     

一种磁致伸缩位移传感器的优化设计方法

介绍了磁致伸缩直线位移传感器的测量原理,对传感器中的关键电路进行了优化。在激励脉冲发生装置的设计中,提出了一种低成本、低功耗且兼顾脉冲质量的实现方案。在回波信号拾取装置的设计中,确定了其中关键参数。在计时装置的设计中,提出了一种简单同时满足精度要求的计时方案。经过优化的传感器具有很好的静态特性,且具有低成本、低功耗、多接口等优点。     

基于脉冲占空比调节灵敏度的光电开关传感器

调整光电开关传感器的检测距离可通过调节其灵敏度来实现。该研究讨论了脉冲占空比对红外光电开关传感器灵敏度的影响,提出了基于脉冲占空比调节红外光电开关传感器灵敏度的技术方法。以连续周期矩形脉冲信号为例进行了傅里叶级数展开,得到了直流电压分量和倍频信号电压幅值与占空比的正弦函数关系,并仿真分析了占空比与基频信号电压幅值的相关性,实验测量了占空比对传感器相对灵敏度影响的关系曲线。结果证明,在不改变矩形脉冲电压幅度和频率的情况下,通过调节占空比δ可以改变传感器的灵敏度。即当0<δ<50％时,灵敏度随δ增大而增大;当δ＝50％时,灵敏度最大;当50％<δ<100％时,灵敏度随δ增大而减小。在红外光电开关传感器上应用该技术方法,实现了利用软件控制占空比来调节传感器的检测距离。     

差频式悬浮轴振动测量传感器的设计

提出了一种新的悬浮轴振动测量传感器,它由导电介质电容传感器和反射式光电编码器构成组合传感器,振荡器和差频计数器构成信号处理电路,并利用角度等分采样和单片机控制实现振动位移测量功能。重点阐述了传感器各组成环节的设计思路与参数确定,给出了实验数据;介绍了利用反射式光电编码器实现等转角采样,还可以用于悬浮轴的转角、转速等其他参数的测量,实现了差频计数器被测频率信号与采样控制信号之间的同步锁定功能,消减了计数误差,提高了测量精度。     

基于光电传感器的风轮转速测定

介绍了一种利用光电传感器和STC89C52单片机快速测定风力发电系统风轮转速的方法.该测速系统的硬件主要包括单片机控制模块、传感器模块、显示模块和串口通信模块.光电传感器用于检测风轮叶片的存在与否,并输出相应的电平信号.单片机则对传感器的输出脉冲信号进行计数,然后推算出风力发电系统风轮的真实转速,并将结果输出至LCD.实验结果表明,该测速系统结构简单,成本低,测量准确,适用于尚未嵌入旋转编码器的风力发电系统.