基于STM32的车辆工程专业实验用示波器设计

针对汽车类专业学生做单片机原理及应用实验时遇到的信号测量问题,在"三性实验"教学指导下,设计了一个基于STM32的便携式数字示波器实验系统。该实验系统的硬件平台以STM32微控制器为核心,设计了信号采集、模数转换、程控放大、电平抬升、频率测量电路等具体功能电路;软件方面基于Keil开发环境设计了同步触发、频率计算、信号峰峰值计算等嵌入式软件,并通过低功耗蓝牙(BLE)技术,将计算处理后的波形、频率等数据发送到手机APP上进行显示。测试表明,该实验系统能可靠、便捷地完成学生在做单片机实验时遇到的信号测量,达到了实验教学的目标。     

车辆换挡用数字比例溢流阀试验研究

该文改变PWM控制信号的频率和阻尼孔直径,对数字比例溢流阀进行了试验研究.通过多组试验数据对比,选定高速开关阀的工作频率以及阻尼孔直径大小,并利用MATLAB软件对采集的数据进行处理,得到数字比例溢流阚的输出压力随占空比变化的规律曲线.试验结果表明:PWM控制信号的频率为50 Hz时,既能保证有效占空比调节范围,又能满足系统的频率响应性能;阻尼孔直径为1 mm时,满足数字比例溢流阀的压力调节范围.     

基于ARM的多通道数据采集系统

设计一种多通道、多功能的数据采集系统,除普通数据采集外,还实现高精度数据采集、高速数据采集的功能和分通道计数的数据处理方法。系统利用数据采集模块采集前端传感器输出的不同频率电压信号;以ARM微控制器为主控,将数据处理后,通过显示模块实时显示;通过SD卡实现数据存储;通过RS232总线传送给PC上位机,实现远程数据采集和分析。试验表明:该系统能采集较宽频率范围的电压信号,并能够进行适当的算法处理,具有较好的通用性、实时性和可靠性。     

新型柔性呼吸传感器的设计与性能研究

通过分析患者睡眠时的呼吸特征和生理特征,设计了一种新型柔性呼吸传感器,用于采集睡眠呼吸信号。该新型柔性呼吸传感器考虑到佩戴的舒适性,采用弹性医用网套设计,利用PVDF压电薄膜作为信号采集元件,通过信号调理电路对采集到的呼吸信号进行处理,得到工业用标准呼吸电压信号。对正常睡眠者和呼吸暂停患者睡眠呼吸信号试验数据的对比分析表明:新型柔性呼吸传感器具有采集精度高、信号适配性较好的特点,可用于呼吸信号监控。     

Rife和Quinn算法在多通道数据采集系统中的应用研究

针对传统振弦式传感器采集系统精度低,通道数少,实时性差的缺点设计了一种基于ARM和AD9833多通道数据采集系统。该系统将采集调理电路、数据存储、电源供电集成化,具备精度高,实时性强等特点。系统以ARM处理器为核心,结合改进的Rife和Quinn算法对经过FFT变换后的信号得到精确频率,并根据输出信号频率与待测量之间关系进行计算,系统将计算处理后的数据通过无线或有线传输方式将监测数据传输至监测后台,实现实时在线监控监测点的相关信息,上位机解析显示数据并存入数据库。分析实验数据可知,该采集系统与传统采集系统相比精确度更高,采集速度更快,能够提高振弦式传感器的实用性。     

能识别舞曲节奏的智能机器人

本文介绍了一种基于凌阳十六位单片机SPCE061A,能识别不同节奏舞曲的智能机器人。凌阳SPCE061A单片机内部集成了专门处理语音信号的ADC、DAC、AGC等电路,能非常方便地实现对麦克风音乐信号的放大和采集。在数据处理时,对采集的数据进行FFT变换,并由此来识别不同舞曲的节奏,并利用变址法和离散傅立叶变换系数WN程序化等方法进一步提高FFT变换的计算的速度。利用这种方法,通过多次试验能实现对慢三和慢四舞曲的识别。     

基于数字锁相放大的时栅传感器信号处理研究

针对时栅位移传感器对信号噪声和插补时钟频率稳定性敏感及需要时钟频率高的问题,提出了一种基于数字锁相放大技术的时栅位移传感器信号处理方法。该方法用STM32F4微处理器同步产生激励信号和采集时栅输出信号,不需采集正交参考信号,将正交参考信号和输出信号送入正交矢量型数字锁相放大器,实现角位移检测。研究了基于数字锁相放大技术的时栅传感器信号处理原理和算法,设计了A/D采集电路和窄带低通数字滤波器。仿真和试验表明:在信号噪声较大条件下,时栅位移传感器的误差控制在±1.1″以内,显著提高了精度。该方法只需采集一路感应信号即可实现传感器角位移检测,优化和简化了电路结构。     

基于LabVIEW读取串口数据技术

通过单片机对将传感器采集得到的数据进行一定处理后,再经串口发送回计算机,利用虚拟仪器的底层函数特性结合计算机的RS232串口的应用特性,对串口的接收信息,在计算机上显示出当前采集到的相关数据,并利用虚拟仪器显示在一定时间范围内的采集信号的趋势图,并以文档文件保存一定时间间隔的采集信息的技术,并通过温度采集信号数据调试成功.实现了基于虚拟仪器的计算机RS232串口与单片机之间信息的传送的技术.     

电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研究

介绍了电涡流法测量位移的基本原理和性能,设计了静态校正系统,对电涡流位移传感器进行了静态特性测试,并对不同测试材料的输出特性进行了试验对比。用设计的动态测试平台模拟涡旋压缩机中形成轴向间隙的动静盘间的实际运动情况,利用基于虚拟仪器技术的数据采集系统记录数据波形。试验结果表明,电涡流位移传感器静态和动态性能好、灵敏度高、输出信号强,能满足涡旋压缩机轴向间隙小位移量的测量要求,输出波形信号频率能精确反映压缩机的转速变化情况。指出了传感器用于涡旋压缩机实际测量时的安装要点。     

基于VMD和广义Morse小波的结构瞬时频率识别

提出了基于变分模态分解和广义Morse小波相结合的时变结构瞬时频率识别方法。首先,针对噪音干扰问题,提出了快速阈值迭代算法,通过将信号转换到小波域,利用信号稀疏特性进行降噪;然后,提出了基于变分模态分解和广义Morse小波的时变参数识别理论,采用数值算例验证了提出方法的有效性和精度;最后,设计了一个具有时变特性的移动小车试验,进行模态试验对结构有限元模型进行校正。采集小车通过主梁时的应变和加速度响应,由应变数据估算小车不同时刻在梁上的位置,对加速度响应数据进行分析识别结构的瞬时频率,与有限元计算的结果进行对比分析。结果表明,提出的方法可以有效准确地识别时变结构瞬时频率。     

基于PXI-6225的信号采集和处理

以工控机和NI公司的PXI-6225多功能采集卡为主要硬件,以LabWindows/CVI为软件开发平台,构建了实现信号采集与信号分析的多功能模块的虚拟仪器系统。简要介绍了PXI-6225模拟输入端的主要性能,利用硬件驱动中的NI-DAQmx函数库控制多功能采集卡实现信号采集、显示,利用LabWindows/CVI中的Advanced Analysis函数库实现对信号的时域和频域分析,根据实验总结了信号采集与处理的程序流程和主要编程函数。最后,利用该虚拟仪器系统对某型号装备的2FSK信号进行测试,并给出了信号采集与处理的相关结果,取得了良好的效果。     

经验模分解在信号趋势项提取中的应用

研究了经验模分解方法(EmpiricalModeDecomposition,简称EMD)在信号趋势项提取中的应用,提出了基于EMD方法在不同频率限制要求下信号趋势项的定义和提取方法。通过应用于数值模拟信号及实测记录,验证了此定义的可靠性。分析结果表明,EMD方法依据信号自身的特性来定义趋势项,无需预先假定其类型,是一种提取信号趋势项的良好方法。     

高频信号动态测试中的信号完整性分析

结合高频信号测试仪使用环境的特点及要求,分析了影响高速数据采集电路信号完整性的主要因素,针对高频信号的反射和串扰,分别从多层PCB板的层叠设计,差分信号传输线蛇形布线,添加阻抗匹配网络几方面进行了信号完整性设计。建立差分信号传输线拓扑网络的模型并通过仿真确定了阻抗匹配网络的结构和参数,减小了由于传输线阻抗失配引起的信号反射与串扰;对电源完整性进行分析,通过内电层分割和滤波电容网络减小了电路中的地弹现象,从而降低了测试仪的系统噪声。最后通过模拟环境下的实验验证了高速数据采集电路的信号完整性分析,实验结果表明通过信号完整性设计提高了测试仪的抗干扰能力,所采集的数据可靠有效。     

基于DSP的多频率电阻抗成像系统

设计了基于DSP的主从式数据采集系统。PC机作为主控机，进行可视控制、图像重建、实时显示等操作；DSP实现电极选能、数据采集并与PC机进行数据通讯。采用直接数字合成（DDS）技术构建双路正弦波及同步方波发生器，实现幅值、频率、相位等连续调节；调制信号经同相与正交解调，获取实部与虚部信息。测试结果表明，该系统（16电极）数据采集速度高达149帧／秒，误差为1％，具有很好的重复性。     

基于虚拟仪器技术的音频信号采集与处理

以LabVIEW为软件开发平台,使用计算机声卡作为硬件平台,设计开发了一种低成本高性能的音频信号采集分析系统。该系统具有对音频信号的采集、实时动态显示、分析处理、存储和播放等功能。实际应用表明,该系统不仅精度高、稳定、性能可靠、易操作,而且也能够实现声卡设计频率范围内的一般数据采集。基于声卡的,尤其是声卡与虚拟仪器相结合的信号采集技术在工程测试测量以及教学实践领域中具有广阔的应用前景。     

32通道汽车传感器非连续信号监控系统

设计了一套适合汽车传感器非连续信号性能测试的数据采集终端,利用NI-6259数据采集卡将采集终端的数据和PC机连接起来,组成一套完整的汽车传感器性能测试监控系统.该系统能够实时显示高电平、低电平的最大值、最小值、平均值,占空比,频率和倍频与否,被测信号的频率范围在1 ～8 kHz.测量数据与界面上指定的数据范围对比,自动判断是否合理,并分类保存.     

柔性自适应桁架结构的振动控制方法实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机控制系统。基于自适应桁架结构的有限元理论,采用改进的二次积分力反馈控制方法,研究了空间柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题。通过正弦激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点18x方向的位移振幅抑制变化情况及功率谱响应曲线。实验研究结果表明,该控制方案对空间柔性结构的低频大幅振动有很好的控制效果。     

用于人体阻抗成像的数据采集系统

本文介绍了基于DSP的主从式数据采集系统。PC机作为主控机,进行可视控制、实时显示等操作;DSP实现电极选通、数据采集及预处理并与PC机进行数据通讯。采用直接数字合成（DDS）技术构建双路正弦波及同步方波发生器,实现幅值、频率、相位等连续调节;调制信号经同相与正交解调,获取实部与虚部信息。测试结果表明,该数据采集单元满足EIT系统的性能要求。     

基于数字锁相环的FPGA多通道频率测量系统设计

针对传统频率测量电路复杂、采集速度较慢的问题,基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列),采用全数字锁相环对待测量信号进行倍频,辅以自适应时钟模块、计数模块和串口接收发送模块,设计了多通道频率测量系统,从而达到精简电路并实现对多路待测信号的快速精准测量。实验结果表明,对于100 Hz~10 MHz频率的稳定信号,测量时间仅为100 ms,与标准频率计相比,相对误差<0.5 ppm(1 ppm=10-6)。可用于多路频率信号的实时采集测量。     

基于PXI虚拟仪器的机械工程测试系统开发

为适应机械设备研制、开发、应用和教学过程中越来越复杂的测试系统,本文以PXI虚拟仪器为平台,采用模块化结构对系统进行组建设计,从底层开发出完成基本测试与控制功能的机械工程测试系统。可以进行信号采集、滤波、信号显示、时域分析、频域分析、信号的保存、备份、生成试验报告和读取数据等,利用开发的测试系统完成应变、位移、压力、流量和温度测试试验。在系统的总体设计中,建立数据库对数据进行存储、管理和查询。本文充分利用PXI虚拟仪器的标准化系统资源,开发了便于更新、机动灵活、成本低廉、中文界面的机械工程测试系统,提高了测试的综合应用效率,为机械工程测试领域提供了优质的测试系统。