基于USB接口的测硫仪设计

设计了基于USB接口的测硫仪,重点对智能控制器中的电解电流控制模块、炉温控制模块和数据采集模块进行了介绍.利用热电偶实现炉温的测量,采用具有USB接口的微处理器完成测量过程的控制和数据传输任务,并设计了高精度的信号放大和数据采集电路来保证仪器的性能,同时还对测试结果进行了精度分析.结果表明,仪器的测量精度满足国家标准.     

基于USB2.0的发动机综合参数测试系统设计

介绍了基于USB2.0的发动机综合参数测试系统的层次结构及工作原理,详细讨论了数据采集模块、通信控制模块、仪器总线等系统硬件的功能及其设计。最后对系统软件结构、仪器驱动程序以及虚拟仪器软件的设计作了介绍。     

现场总线CAN与USB透明转换设计

为实现PC与CAN之间的通信,设计了一种具有USB1.1和CAN两种接口的通信模块,该模块应用单片机技术实现了两者之间的"透明"双向通信,并可同时连接于两个不同的CAN网络.通过该通信模块,PC可以通过USB总线连接至CAN网络,从而构成实验室、工业控制、智能小区等CAN网络领域中数据处理、数据采集.文中详细阐述了模块的软硬件设计.     

USB2.0接口数据采集分析系统的设计及应用

针对三维动态目标跟踪测量的技术要求，设计了一个具有USB2．0接口的高速数据采集装置。该系统完成信号采集、传输和电机控制任务，作为下位机与PC机协作可以进行动态目标跟踪测量。     

一种通道可扩展的堆叠式数据采集系统设计

针对武器装备测试过程中对振动、冲击、压力等多路信号的采集需求,设计一种通道可任意扩展的堆叠式微型数据采集系统。采用FPGA作为核心控制器,将系统功能划分为基础控制模块和数据采集模块,通过在基础模块上叠加数据采集模块的方法实现对采集通道数量的扩展。数据采集模块内置程控信号调理电路和采集电路,采集数据编帧后通过M-LVDS多点互联总线传输到控制模块中。系统由控制模块管理采集模块,并通过USB电缆将数据上传到计算机进行波形分析。经测试,该仪器能按需求灵活扩展通道数量,单通道采样率最高可达500kS/s,具有微型化、抗冲击等突出特点。     

三维超声波风速测量仪主控电路系统设计与实现

针对风洞中对极低风速精准测量的需要,该文设计一种超声波测量极低风速阵列的主控硬件电路系统。相对于一般超声波测风速风向仪器中常见的专用时间测量单元加普通单片机的结构,该系统采用FPGA+DSP结构,包括主控模块、数据采集模块、回波调理模块、发射驱动模块和通信部分。DSP根据上位机下发的设置参数,控制FPGA对回波信号进行增益控制、滤波和采样并由DSP实时进行风速的测算。结果显示,该硬件系统在长时间运行中风速的标准差最高为0.028 m/s,表明该硬件电路系统对极低风速具有很高的测量精度与稳定度。     

高速多通道数据采集系统的设计

基于复杂可编程逻辑器件CPLD控制和USB网络动态增减接口,研究设计多通道高速高精度数据采集系统;CPLD作为主控系统,利用USB配置标记识别通道动态增减网路接口,搭建电子元器件设计采集控制核心电路,详细分析CPLD控制各个部件的时序采集和传输数据,给出USB动态增减网络通道接口的方法。成功设计探测速度可以达到80km/h,同时6个通道高速数据采集探测,并且每个通道采集的数据同时显示在同一屏幕上。     

基于LabVIEW的炉温测控系统设计

首先根据真空热压烧结炉的技术参数和测控系统组成原理,提出两种系统构成方案,分别搭建两套适用于不同要求的硬件系统,并根据具体技术要求进行硬件选型,从信号调理,数据采集,到最后控制输出,构建出两套炉温测控系统的硬件平台,而后利用虚拟仪器开发语言LabVIEW搭建系统的软件平台,采用模块化设计思想,分别设计数据采集模块、测温通道和测温范围设置模块、数据显示分析模块、数据存储模块和温度控制模块,实现对炉温信号的采集、处理、分析、显示和存储。     

测量和控制的可重用技术-CPLD的应用

为提高设计对象的可重用性,将先进的CPLD技术引入到测量和控制的软、硬件设计中.文中阐述了 AITERA公司先进的CPLD 芯片的特点和嵌入式内核.以一个瞬态超高速数据采集系统设计为例,论述了用CPLD来代替传统的单片机控制可编程放大、编程时钟和高速FIFO缓存的写入和读出;又根据USB通讯协议,将USB接口程序"嵌入"到CPLD中,从而实现了专用芯片功能.瞬态超高速虚拟仪器的测量验证了设计的正确性、合理性.本文的设计思路和方法,作少量的电路修改和印制板(PCB)变动,就可用于其它控制和VXI总线、PCI总线、RS232接口设计中.     

带USB接口的智能测量仪表的设计

USB是目前流行的通用串行总线接口。有速度快、即插即用、接口灵活、独立供电等显著优点。本设计选用单片机加专用USB接口芯片的方案，采用PDIUSBD12专用通信模块实现FIFO数据缓存。文中介绍了USB总线和PDIUSBD12接口转换芯片，从硬件和软件两方面对智能测量仪表进行设计，详细说明了通信模块的工作原理。     

高炉上料监测系统的远程数据无线传送技术

针对在高温环境下对冶炼高炉上料数据实施监控的用户要求,开发了一种基于无线数传模块的远端数据采集传送装置.现场数据采集后通过无线数传模块与上位机进行通信,上位机接收数据并监控工作状况,历史数据可以具备存储、查询、报表等功能.经过实际运行测试,说明利用无线数传模块可以进行冶炼高炉特殊环境下计量测试、数据通讯及远端控制,尤其适用于下位机组成基于现场总线的监控网络,而上位机移动或多点上位机的使用场合.     

昆虫飞行信息自动化采集装置的设计

针对现有昆虫飞行信息采集方法中存在的采集数据量大、采集效率低和束缚实验对象等问题,设计了一种基于视觉检测技术的自动化采集装置。该装置主要包括障碍通道模块、运动触发采集模块、飞行轨迹信息模块和自动采集控制系统。首先,根据控制功能的需求设计了间隙控制器,采用激光测距传感器和步进电机等硬件实现了闭环控制;其次,采用STM32微控制器为控制终端,并结合运动方向检测算法触发Blackfly S USB3高速相机,实现昆虫在指定运动方向的序列图像采集;然后,利用开源计算机视觉库OpenCV分析采集的序列图像,获取昆虫的飞行轨迹信息;最后,通过嵌入式控制系统协调各模块之间的通信,以达到高效、稳定获取昆虫飞行信息的设计要求。为了验证该装置的适用性和准确率,选取中华蜜蜂进行穿越间隙的实验,实验结果表明：在静态环境中,该装置能获取完整、清晰的飞行序列图像,平均准确率达到73.24%,采集性能稳定,有效提升了采集效率。通过分析蜜蜂的飞行轨迹信息,推断出其识别间隙的机制与横向运动的幅度和速度存在联系,这为深度研究蜜蜂的飞行机制提供了支持。     

Multizone Furnace for Analysis of Fixed-Point Realizations in the Range from 1,000°C to 1,700°C

In this article, the development of a laboratory furnace specially designed for analysis of fixed-point plateau realizations in the range from 1,000 °C to 1,700 °C that enables control of various temperature distribution settings along the heating zone length is presented. A total of 13 thermocouples are built into the furnace tube wall to control the temperature as well as to measure the temperature distribution. The furnace is divided into seven independently controlled heating zones. Each heating zone comprises a MoSi₂ heating element and its dedicated DC power supply module. The furnace temperature is controlled by manipulating the output voltage of each power supply to control the temperature of each heating element, as estimated from its electrical resistance. The heating power and temperature measurement are fully controlled by a computer using an application written in Lab VIEW, allowing very flexible furnace control. The furnace can be used in air as well as in an inert atmosphere. Measurements of the temperature distribution of the furnace during a melting-point realization are presented.     

A high-performance EIT system

This paper presents the development of a new electrical impedance tomography system for online measurement of two-phase flows with axial velocities up to 10 ms/sup -1/. The system is designed in a modular fashion and can consist of several data acquisition modules and computing modules. The data acquisition module includes a voltage controlled current source with a direct-current-restoration circuit, an equal-width pulse synthesizer unit and a synchronized digital demodulation unit. A new concept of current switching scheme is developed to enhance the ac coupling speed. The computing module includes a digital signal processor (TMS320C6202/6713) with memory, multichannel buffered serial ports and an IEEE1394 communication interface. Several DSP modules can be pipelined for a series of tasks ranging from measurement control to image reconstruction to flow velocity implementation. The performances have been tested and some trial results are reported. A data acquisition speed of 1164 dual-frames (2.383 million data points) per second has been achieved with a root mean square error less than 0.6% at 80 kHz in static test application. An application in the measurement of vertical oil-in-water pipe flow is reported.     

高精度空气折射率测量系统设计与实现

针对商用空气折射率测量装置受到传感器采集性能和解算公式准确度的影响使得实际测量精度较低的问题,基于便携式多环境参数采集装置,设计了一套空气折射率测量系统,采集环境中的温湿度、大气压强状态信息,对3种折射率间接测量公式进行误差分析,并和商用环境补偿器进行性能对比。实验结果表明:在压强为100.17~100.21kPa,温度为21.1~21.9℃,湿度为45.9~58.0% RH的实验条件下,该测量系统的测量偏差比商用环境补偿器低2.69×10^-7。     

一种在线油料电导率测量装置的研制

介绍了一种在线油料电导率测量装置。该装置主要由显示控制模块、电导测量模块和环境监测模块组成,具有电导率测量、温湿度测量、大气压力测量、温度系数补偿、定点校准等功能,方便安装、维护;通过对影响参数的检测,增强了同批次油料不同地域测量数据的可比性;测试数据分析结果表明该装置的主要性能指标达到设计要求。     

红外辐射温度计专用数字表的研制及评价

日本CHINO公司生产的IR-RST系列标准辐射温度计由于没有设计温度显示装置,无法实时显示温度,针对此类型温度计设计了一款专用的电压测量和温度显示,同时可提供24V直流电压的电测显示仪表。利用高等级的电压源和数字电压表,修正了本专用数字表的误差系数,并考核了稳定性,得到其最大相对误差不超过0.03%。与一款名义波长为0.65 μm的IR-RST辐射温度计配合使用,通过TG HT-9500型高温炉对其组合进行内插分度,实验结果证实分度后校准准确度优于0.03%,1 300 ℃时系统测量结果的扩展不确定度为0.62 ℃。     

基于试验台架的轮胎测温系统研究

为了实现实时采集、监测轮胎胎冠内部温度,设计了基于试验台架的滚动轮胎的测温系统。以热敏电阻为温度传感器,基于NI cRIO-9033控制器和NI 9205模拟信号采集模块搭建数据采集器,使用MSC SR20M滑环连接温度传感器与数据采集器,在LabVIEW开发环境中,通过编写并运行多通道数据采集与实时数据处理程序,实现了轮胎胎冠内部多个测点温度数据的实时采集与处理。另外,为应对极限试验工况,针对滑环设计制作了滑环保护罩。试验结果表明：轮胎测温系统运行可靠,能够实现多通道的轮胎温度数据采集;设计制作的滑环保护罩能够有效地保护轮胎测温系统,使它在极限试验工况下免受损坏。研究结果表明该轮胎测温系统是实时获取滚动轮胎温度数据的有效工具,具有广阔的工程应用前景。     

煤矿瓦斯抽放监控系统数据采集模块的设计

数据采集在煤矿安全生产方面有着举足轻重的作用。在全面分析各种采集模块的基础上,提出了一种基于MSP430瓦斯监控系统数据采集的设计方案。该系统利用传感器采集现场数据,MSP430作为核心器件实时对采集数据进行处理、诊断和传信。它与过去瓦斯抽放监控数据采集模块相比,结构简单、体积小、功耗低,便于观测和处理,为进一步研发瓦斯监控数据采集模块提供新的实现方法。     

柳钢中板双机架轧机Level Ⅱ控制系统开发

针对柳钢2 800 mm 双机架中厚板轧机,自主设计开发了完整的Level Ⅱ计算机控制系统。Level Ⅱ系统由数据通讯模块、模型设定模块、模型自学习模块、轧件跟踪模块、数据管理模块等多个模块组成。数据通讯模块负责Level Ⅱ控制系统和其他系统之间的数据通讯;数据管理模块包括数据采集与数据记录,为模型计算查询模型参数,记录每块轧件的实际工艺过程参数等;轧件跟踪模块负责轧件从出炉到轧制结束全过程位置和数据的跟踪,并在不同的触发点调用其他功能模块,进行自动轧钢的轧件调度控制和轧制节奏控制;模型设定模块利用数学模型,计算轧制规程;模型自学习模块包括长期自学习和短期自学习。通过各功能模块的协作,可以实现轧机生产过程的模型自动设定和全自动轧钢控制。该系统已经成功应用于生产现场,且应用效果良好。