基于STC单片机的紫外火焰探测器设计

介绍了一种基于STC单片机的紫外线火焰探测器;探测器探头采用OSRAM公司紫外传感器SFH530-R,通过检测火焰中280~300nm的紫外光来检测火焰;传感器输出信号的交流量反应火焰的闪烁特性,直流量反应火焰的强度,信号处理电路对传感器交流量进行32阶带通滤波,滤波带宽3~50Hz,取其最大值进行32阶截止频率3Hz的低通滤波,滤波后值与一个火焰闪烁幅度阈值进行比较区分火焰和日光,检测到火焰后单片机采集信号直流量并转换成0~5V电压信号来指示火焰强度,通过火焰继电器通知控制器火焰状态,并用LED灯显示出火焰强度等级。     

基于C8051F120的紫外型火焰探测器设计

为解决传统火灾探测器测量精度低、反应时间慢的问题,研制了一种基于火焰发出的紫外线的探测器.分析了火焰探测器的检测原理和电路组成.电路组成部分主要包括紫外线传感器驱动模块、数据处理模块和通信报警模块.对采集的数据采用滑窗算法,从背景噪声中判断出火焰信号,提高了系统的灵敏度,降低了误报警率.为满足不同环境的需求,还可以改变火焰探测器的灵敏度.实验结果表明:该火焰探测器的稳定性好、响应快、测量精度高,具有很高的实用价值.     

瓦斯多通道光纤传感器解调电路的设计

瓦斯多通道光纤传感器是一种基于可调谐半导体激光光谱吸收技术原理,结合谐波检测和波长调制技术对气体的浓度进行测量的检测系统,具有较高的灵敏度.但由于各通道光信号传输距离不同以及电路自身延迟会导致未知的相位差,给信号的处理带来困难.设计了一种基于模拟乘法器MLTD4的解调电路,并对相距为1.5Km的两个通道进行试验.结果表明,该电路可以准确提取被测信号中包含气体浓度信息的二次谐波分量,消除了未知的相位差,方便了信号的处理,并且提高了系统的稳定性.     

多传感轨道扣件检测的数据同步采集系统设计

针对轨道扣件检测的多传感数据同步采集,首先,在分析线阵CCD相机成像原理的基础上,根据系统的要求对相机的关键参数进行了选择并设计了采集方案。然后,设计了传感器的信号调理电路,包括电平调整电路以及抗混叠滤波器的设计,提高了传感器的抗干扰能力。并通过STM32获取光电编码器的等间隔脉冲信息,对各个传感器进行触发控制,设计了线阵相机与惯性传感器的同步触发方案。最后,编写了上位机软件实现了数据的同步采集。实验结果表明,该系统能够精确采集各传感器的数据,具有较强的抗干扰能力和稳定性。     

电容式微位移传感器设计及其应用研究

介绍了基于误差补偿的机器人系统原理,采用等电位环和驱动屏蔽电缆技术,设计了电容式微位移传感器及其信号调理电路。该电路包括改进型的电容运算放大器检测电路、精密全波整流电路和滤波电路等。试验结果表明:该电容式传感器的分辨力优于0.1μm,全量程非线性度小于0.2%;利用该电容式传感器测试偏摆误差,并进行偏摆误差补偿,机器人的性能得到提高。     

基于MEMS三相栅式位移传感器信号调理电路设计

根据基于微机电系统(MEMS)的三相栅式位移传感器测量原理和输出信号特点,设计了一种信号调理电路。该电路主要由差分前置放大电路、带通有源滤波器和波形变换电路组成。波形变换电路设计采用了非线性放大方法来提高信噪比和检测灵敏度。以此信号调理电路搭建的位移测量系统读数稳定性达到1″,表明该电路稳定性达到测量要求。     

一种低成本滑觉传感器的试验研究

滑觉检测是机器人实现软抓取的关键环节.为提供可靠的、全面的滑觉信息,提出了一种低成本的基于光电原理的小型滑觉传感器并进行了性能试验研究.该传感器主要由弹性触头和一对光电管组成,结构简单,成本低.通过把物体滑动时造成的微小震动信号转化为光电信号,既而由信号处理来实现滑觉检测.性能试验表明,该传感器不仅能够提供可靠的滑动信号,并且可以通过数据处理提供滑动程度的判定,本文通过试验建立了判定模型.     

机器人压力传感器设计及其信息处理

针对传统压力传感器存在的种种不足,探讨了一种基于聚合体薄膜力敏电阻材料的机器人压力传感器的工作机理和研发技术;主要研究了该传感器的压电转换电路、信息采集模块与传输电路的硬件设计和基于小波变换的传感器信号的数字化滤波方法;研制了压力传感器的原理样机,并进行了性能测试实验,实验结果表明,所设计的机器人压力传感器的分辨率可达0.5%,响应时间为6ms,且具有线性关系好、抗干扰能力强的特点。     

基于相敏检测技术的光纤氧传感器

采用相敏检测技术,实现了对弱荧光信号的检测。用于一种基于荧光猝灭原理的光纤氧传感器。传感器具有较强的抗干扰能力、较好的重复性和稳定性。     

基于S3C2440A的无创血氧检测系统设计

为了实现血氧饱和度的动态检测,设计了基于S3C2440A处理器的无创血氧检测系统.该系统以S3C2440A为控制核心,对血氧传感器的信号进行实时分析和处理,并通过串口发送至上位机.依据近红外光谱分析技术的无创血氧检测的原理,设计了血氧饱和度检测传感器,根据传感器的高阻抗特性,设计了驱动电路、血氧信号调理电路及高精度的信号转换电路.该系统实现了血氧信号的实时无创检测,具有快速性、可靠性和较高的精准度.     

基于总线传输的锚杆应力传感器研制

针对传统锚杆应力传感器存在的功耗较大、抗干扰能力差、系统繁杂等问题,研制了一种基于RS485总线传输的低功耗锚杆应力传感器.创新性地采用高精度的电阻应变片原理的应力检测元件,显著提高了传感器的检测精度.从器件选型、低功耗运行机制两方面详细介绍了接口EMC电路、DC-DC降压电路、元件供电电路、差分信号放大电路、数码管显示电路、遥控电路、声光报警电路、通讯电路八部分硬件电路设计方案,以及传感器的软件流程.进行了实验室基本性能实验,实验结果表明,传感器具有低功耗高精度的特点,实现了一条总线带载10台的设计需求.     

ZYBG型矿用瓦斯输送管道自动抑爆装置研制

为了保障瓦斯输送管道的安全性,采用主动抑爆技术研制了ZYBG型矿用瓦斯输送管道自动抑爆装置。该装置利用火焰探测器探测瓦斯爆炸信号,并将信号通过光电转换传输给控制器,控制器对信号进行判定和分析,在爆炸接近防护区间的瞬间快速打开高压抑爆器,释放抑爆介质,熄灭火焰,阻断爆炸的进一步传播。抑爆性能试验结果表明,该抑爆装置能够在5ms内快速捕捉火焰信息,并在35ms内迅速喷洒抑爆介质。     

磁悬浮转子微陀螺的电容检测系统分析和实现

介绍了一种新型磁悬浮转子微陀螺的电容检测方案,其特点是检测定子上径向分布的电容极板和悬浮转子形成差动电容的变化.检测电路为基于相关检测原理的交流电容电桥的方法.电路实现中采用积分电荷放大器作为前置级,对其输出和噪声进行了深入的分析.之后,前置级的输出信号经过低噪声放大器进行放大,再通过带通滤波以及相关解调等电路实现检测系统需要的输出幅值和信噪比.实验证明,实现的检测系统对角度输入有较好的线性响应,角度分辨率达到0.1°,即可检测到的电容变化约为1fF.     

直流电机神经元PID调速系统设计与仿真

针对传统PI双闭环直流电机调速系统存在响应速度慢、超调量大、抗干扰能力及自适应能力差等问题,提出了一种双闭环直流电机调速系统的神经元PID转速调节器设计方法。该转速调节器采用神经元控制器和比例控制相结合进行设计,从而构成了一种具有自学习、自适应能力的神经元PID控制器,然后与传统单神经元PID设计的转速调节器控制效果进行了对比。结果表明,基于神经元PID转速调节器的双闭环直流电机调速系统具有较快的响应速度、良好的动态和静态稳定性、较强的自适应能力和抗干扰能力。     

基于滑模观测器的电流传感器故障监测系统设计

为了保证电流传感器的工作效率,为设备维护提供有效参考,利用滑模观测器优化设计了电流传感器故障监测系统。加设滑模观测器,改装数据采集器、信号处理器等设备,调整系统的电路连接方式,在抗干扰约束下,完成硬件系统的优化设计。根据电流传感器的工作原理和故障特征,构建电流传感器故障数学模型。利用滑模观测器及其逻辑原理,实时收集电流传感器的运行信号。根据传感器故障特征,选择并计算电流传感器的故障监测指标,通过与设置故障标准的比对,输出可视化的电流传感器故障监测结果。通过系统测试实验得出,基于滑模观测器的电流传感器故障监测系统的指标监测误差、故障类型误检率和漏检率均低于预设值,由此证明优化设计系统具有良好的故障监测功能。     

一种电子鼻数据采集系统设计

介绍了一种电子鼻数据采集系统。为提高微量气体检测的有效性,设计了微型传感器阵列,以AT89S52单片机为控制核心设计了动态检测控制电路;采用数据采集卡和VC 开发的数据采集软件实现了响应信号的实时采集和显示。获取到的响应信号稳定、丰富,为后续的数据处理与模式识别提供了充分的信息。     

新型矿用隔爆兼本质安全型先导电路设计

针对传统的矿用先导电路采用智能化控制后存在的自启动、非完全本质安全及抗干扰能力差等问题,设计了一种新型隔爆兼本质安全型先导电路;详细介绍了该电路中信号产生电路、信号采集电路、信号鉴别电路和执行电路的具体实现。该电路未采用传统的以处理器为核心的控制方式,而是采用电子器件实现先导控制和故障保护功能,具有较强的自适应性和良好的抗干扰能力。测试结果验证了该电路的可行性。     

基于单片FGPA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现

谐振式光纤陀螺（Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG）是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器,在小型化和集成化方面具有明显优势。相比于传统的模拟检测技术,数字检测技术具有稳定性好、抗干扰能力强、处理速度快和体积小、易于集成等优势。论文建立了基于单片可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array,FPGA）的数字RFOG系统,在单片FPGA上实现了基于比例积分控制技术的谐振频率伺服回路、用于自动反馈补偿相位调制器由于环境温度等发生变化时引起的2π复位电压漂移问题,以及体现Sagnac频差信号的第二闭环反馈控制回路。最后将研制的基于单片FPGA的闭环数字检测电路应用于实际RFOG系统,顺利验证了上述功能,并实际观测了陀螺转动信号。