高分辨率大范围时间间隔测量仪的设计与实现

针对现有兵器试验中时间间隔测量仪测量分辨率低、测量范围窄的不足,提出了一种直接计数法与数字内插法相结合的测量方法,基于此方法研制了一种高分辨率大范围时间间隔测量仪.仪器采用单片机、CPLD可编程逻辑器件、专用时间-数字转化芯片TDC-GP2,运用模块化的设计思想设计了粗-精计时电路模块.实验结果表明:高分辨率大范围时间间隔测量仪的测量范围可以达到1～5×105μs,测量分辨率不大于100ps,测量精度优于1ns.     

应用模拟内插法实现纳秒级精度时间间隔测量

本文阐述一种模拟内插测时法实现纳秒级精度时间间隔测量的测量原理、电路实现方案、关键技术问题及其测量不确定度的估计。     

LCR自动测量系统设计

为了实现自动测量电子产品中的一些重要参数,基于单片机设计一种LCR自动测量系统。在该LCR自动测量系统中输入控制采用键盘输入控制电路、输出控制采用LCD1602液晶显示。不仅能够自动测量参数电感L、电容C和电阻R,还能把参数电感、电容和电阻快速转换为频率,其中,参数电阻和电容采用多谐振荡电路使其转化为参数频率,而电感参数则是根据考毕兹振荡电路转化为频率,再利用单片机的程序处理使其转换为频率计算,从而间接地实现电感参数的测量。采用单片机处理参数频率的数字量,不仅电感电容和电阻的测量精度高,同时能够实现自动测量,并且通过单片机和外围电路的搭配使得构成的LCR自动测量系统的可靠性更高,电路更简单且系统的可移植性更强。     

直流电动机驱动及转速测量系统设计

采用MCS—51和晶体管构成脉冲宽度调制(PWM)直流电机驱动及转速测量系统，用单片机实现动态显示和超速报警，用硬件配合实现脉冲移相、驱动电路等，可提高系统的可靠性、灵活性和抗干扰性。     

时差法超声波流量计的几点改进

介绍了时差法超声波流量计的测量原理和硬件和构成；采用高性能的ispLSI(在系统可编程大规模芯片）代替分子立器件实现了计数器功能和复杂的逻辑控制，简化了系统的设计，提高了系统的稳定性和可靠性；使用锁相环（PLL）和压控振荡器（VCO），实现了高精度的时间测量；利用对数放大电路，延迟窗口和脉宽检测等技术，进一步提高了系统可靠性，扩大了系统的测量口经范围。     

时差法超声流量计的几点改进

介绍了时差法超声波流量计的测量原理和硬件构成;采用高性能的ispLSI(在系统可编程大规模芯片)代替分立器件实现了计数器功能和复杂的逻辑控制,简化了系统的设计,提高了系统的稳定性和可靠性;使用锁相环(PLL)和压控振荡器(VCO),实现了高精度的时间测量;利用对数放大电路、延迟窗口和脉宽检测等技术,进一步提高了系统可靠性.扩大了系统的测量口经范围.     

CPLD在多通道温度测量中的应用

提出了一种采用CPLD(Complex programmablelogic device,复杂的可编程逻辑器件)和AD转换器件ADC0809构成的多通道温度测量的实现方法。设计了以Lattice公司的ispLSI1032E-70LJ84芯片为核心的采样控制器。由于采用了CPLD的逻辑功能配置,使整个系统硬件电路简单,性能稳定,适合于环境较恶劣的温度测量和控制场合。     

基于时间数字转化技术的温度测量

为了提高温度测量的精度,提出一种应用时间数字转化技术(Time-to-Digital Converter,TDC)测量时间间隔从而测得温度的方法。对RC电路充、放电,将温度数值的改变量转化为对时间间隔长度的数值采集,应用TDC进行时间间隔测量以提高其温度测量精确度。仿真实验显示,使用TDC技术能将温度测量精度提高到(0.020±0.004)℃,说明该技术对温度测量具有高精度、低功耗的优势。     

一种基于FPGA的温度控制电路测量系统

为了有效快捷的测量温度控制电路的性能,设计了一种温度控制电路测量系统.该系统以FPGA为主处理器,NIOSⅡ内核作为系统控制单元,由自定义的FPGA功能模块和SOPC片上系统并辅以适当的软、硬件资源完成整个测量系统.设计实现了被测电路供电电压/电流监控电路、时间基准脉冲信号产生电路、温度基准电路等.利用NIOSⅡ技术开发的系统使外围硬件电路结构简单、性能更稳定可靠,并且可以灵活地实现定制应用.实验结果表明,该系统能够很好地完成温度控制电路的测量,测量系统的精度在±0.5℃内.     

单片机在柴油机工况检测中的应用

介绍了由单片微机构成的柴油机工况测试系统,该系统可测量柴油的油温、油压、冷却水温度及发动机转速等运行参数,并可综合分析运行状况,实现越界报警和飞车控制。详细讨论了测量原理与方法,给出了系统结构及测量电路。     

废弃粗粉煤灰-水泥系统固化重金属废弃物的探讨

利用强度发展、毒性浸出试验(TCLP)和动态浸出试验(DLT)等手段探讨了废弃粗粉煤灰-水泥系统固化/稳定含铅、铜和锌的重金属废弃物的可能性。研究发现废弃粗粉煤灰-水泥系统养护28d后符合固化/稳定的指标要求，而且长期效果优于细粉煤灰-水泥系统。另外试验还发现，固化/稳定系统的酸中和能力是决定样品中重金属浸出能力的主要指标。     

LCR波切向应力检测系统的声时测量研究

该文提出了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(LCR)从表面测量零件内部切向应力的实验方案,并依据固体中超声波传播特性与零件内部应力状态的关系,搭建了基于传播声时的切向应力测量系统。系统中临界折射纵波在被测零件内传播声时的测量采用"过零检测"方式,以减小由不同电子器件间性能差异所造成的测量误差,并利用时间-数字转换芯片实现高精度的时间间隔测量,从而提高整个系统的测量准确性。     

多路温度测控系统的设计

目的利用单片机技术设计多路温度测控系统，实现多路温度的测量和控制．方法系统以单片机AT89C52为核心，利用多路转换器和新型数字器件MAX6675构成8路K型热电偶温度测量电路，利用D／A转换器AD7528和驱动电路构成输出电路，实现8路一一对应的闭环温度测量控制．系统软件采用PID控制器．结果实践证明，可根据需要增减系统温度信号采样通道的数目，使用软件抗干扰措施，提高了采样数据的可靠性．简化了输入输出硬件结构，使系统具有低成本高速度和较好的测量控制精度．结论多路温度测控系统作为整机适用于现场测量控制应用，也可作为多路温度控制模块应用在体积小、温度测量精度要求较高的大型系统中．     

集成测温电路测试系统的研制

为了测量温度控制电路的温度测量特性及其逻辑功能特性,采用研华PCI板卡硬件测试平台及Labview软件设计平台,结合高精度铂金电阻温度传感器,研制了一种高精度温度测量系统.系统采用1/3B级精度PT100铂电阻及安捷伦34410A数字万用表构成基准温度测量电路,通过基准温度与被测产品温度值比较,从而判断被测产品性能的优劣.测试系统具有测温电路供电电压/电流监测、数据文件和试验曲线生成等功能,在-60℃～150℃温度范围内,测温误差≤±0.3℃.     

16通道声波飞行时间测量系统

为了获得更多路径的声波飞行时间,提高声学法温度场重建精度,设计了基于虚拟仪器的16通道声波飞行时间测量系统.该系统以LabVIEW为软件设计平台,以数据采集模块、声波发射电路、声波接收电路和带声卡的计算机构成硬件系统,实现了声波信号的产生、发射、接收、采集和互相关分析全过程.测试结果表明,系统能够按照设计构想正常运行,用互相关分析法获得的各路径声波飞行时间估值稳定,在系统中嵌入适当的温度场重建算法便可实现16通道声学法温度场检测.     

一种高精度时间间隔测量电路的设计

针对当前时间间隔测量存在精度低、分辨率低、测量时间间隔范围小的问题,本文设计了一种高精度、高分辨率的时间间隔测量电路.通过6个D触发器构成的组合逻辑电路和时序逻辑电路,将待测时间间隔t拆分为大于时钟周期的大时间间隔t₁₂与小于时钟周期的小时间间隔t₁和t₂. FPGA在外部时钟的驱动下,采用直接计数法由内部计数器直接计数获取计数值Q,并与时钟周期相乘计算得到t₁₂;采用时间-幅度转换法,将t₁和t₂作为高速开关的开断信号来控制电容的放电时间,实现了时间测量转换为模拟电压测量;使用16 bit高分辨率的ADC对电容放电前后的电压进行采集,结合电容放电前后的压差和恒流源下电容放电公式可得高分辨率的t₁和t₂;最后将测量的t₁,t₂和t₁₂传给上位机计算可得待测时间间隔t.理论分析和实验测量结果表明,电路时间间隔测量范围可达到10⁶...     

基于TDC_GP2的高精度时间差测量的关键技术研究

时差法超声波流量计、激光测距、磁致伸缩传感器等领域要求测量开始脉冲与停止脉冲之间的时间间隔精度必须达到纳秒级以内,为此,本文基于最小分辨率达65ps的专用测时芯片TDC_GP2,采用高性能FPGA Core3S500E作为主控器,设计了一种高精度超短时间间隔的测时系统．本文详细分析了测时系统的硬件电路原理及软件设计的关键技术,为评估测时芯片不同时间间隔测量的精度,对TDC_GP2的测量范围1及范围2进行了一系列时间间隔测量实验及数据误差分析．实验结果表明,测时芯片TDC_GP2对于纳秒级时间间隔的测量,测量精度均为皮秒级,500μs以下的时间间隔测量数据极为稳定,标准差均在180ps以下．     

压力传感器—细连接管测量系统动力特性分析

本文利用微分形式动能定理简化了压力传感器-细连接管测量系统。然后通过比拟运动微分方程,得到了测量系统的分析模型,它是一个带粘性阻尼的质量-弹簧系统,从而大大简化了分析过程。最后定性分析了细连接管内液体对测量结果的影响。     

基于DSP的γ能谱数据采集系统研究

提出了一种基于NaI(Tl)闪烁体探测装置和DSP技术的γ能谱数据高速实时采集系统的软硬件系统实现方案。该方案通过采用高速数字信号处理器TMS320VC5402和TMS320LF2407A构成的主从机架构及合理任务分配策略保证了γ能谱数据采集系统的快速性、准确性、实时性。从探测装置、主处理器控制模块、数据采集模块、主从DSP接口模块设计及其相应的软件设计等方面进行了详细论述。     

结合高分辨率TDC的单光子探测系统设计

针对时间数字转换器(time-to-digital converter, TDC)的时间分辨率和测量误差相互制约,单光子探测系统工作频率低、测量死时间长等问题,设计了一款用于荧光寿命成像的高速单光子探测系统.该系统集成了一个6×6单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode,SPAD)阵列和一个两级结构的TDC.其中,SPAD之间相互并联以增大感光面积;淬灭电路自动控制两条放电支路,减小测量死时间的同时降低了后脉冲效应;TDC采用两级结构同时实现了高分辨率和大动态范围,其中第2级TDC采用三通道游标结构有效降低了测量误差;存储器将时间测量结果暂存在对应的地址中,测量结束后由串口电路按地址顺序读出到上位机中处理.该系统基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺仿真验证,芯片整体面积为2 800 μm×1 800 μm. 仿真结果表明:SPAD的击穿电压约为11.3 V,雪崩电流约为10^-3 A,淬灭电路的死时间约为40 ns;TDC的时间分辨率为30 ps,动态范围为241 ns;整个系统在526 MHz时钟频率下对两个荧光信号进行检测,测量误差均小于10 ps.