基于单片机的纸张计数显示装置设计

本系统是由AT89C51单片机作为核心控制,采用自制电容式传感器和单片机计数电路、显示电路组成.直流稳压电源为单片机提供5V工作电压,将纸张放在电容式传感器两个极板之间,使电容传感器的介电常数发生变化,检测电路通过两条屏蔽线与电容传感器两极板连接,采集到变化的脉冲信号,经过振荡电路产生具有稳定周期的方波信号,方波进入单...     

基于VFC的超低频振动信号采集系统设计

超低频振动信号参数的检测在工程应用方面前景广阔,针对原有测量系统难以应对复杂的工程环境问题而设计了一种新型的信号采集系统。该系统中的VFC电路的特殊工作原理使得其能解决实际工程应用中产生的高频脉冲干扰问题。该系统经过试验标定,精度达到了0.88%,可以完成对超低频信号的精确测量,具有一定的应用价值。     

Hilbert-小波变换的齿轮箱故障诊断*

采用希尔伯特—小波变换对振动加速度传感器获取的齿轮箱振动响应信号进行特性分析。利用小波变换分解获得振动响应信号的各层高频信号小波系数和低频信号小波系数,对小波系数进行重构获得具有不同特征时间尺度的各高频信号和低频信号;再对分解的信号进行希尔伯特变换获得时频信息谱以提取系统的统计特征信息,实现监测齿轮运转工作状态,及时发现齿轮的早期故障,提高机械运行的安全性。仿真研究结果表明,小波变换分解和希尔伯特边际谱方法在故障信息诊断方面是可行和有效的,提高了故障检测的可靠性。     

一种无线传感器监测系统的设计和研究

给出了一种无线传感器监测系统的设计与开发,结合MEMS微传感器和无线通信技术,研究了MEMS微加速度计检测信号的测量与无线传输技术,设计了系统电路,并完成了原型装置的制作与调试。通过无线、有线传感器的时频响应特性比较表明,无线传感器监测系统能够满足桥梁健康监测的要求。     

静电悬浮转子微陀螺信号发生电路有源带通滤波器设计

信号发生电路是静电悬浮转子微陀螺系统的重要组成部分。介绍了DDS信号发生电路的原理及基本构成和微陀螺信号电容检测的要求、特点以及主要技术指标,并根据具体带宽、中心频率的要求,设计了具有不同参数的有源滤波电路。通过电路模拟仿真实验表明了该电路的可行性之后,在具体实验的操作过程中,成功滤去了DDS信号发生电路所产生的低频直流偏置和高频噪声,从而提高了电路的整体信噪比和控制精度,并为后续静电悬浮转子微陀螺检测控制电路提供了较为理想的信号源。     

虚拟传感器技术在车流量检测系统中的应用

基于视频的交通车流量检测系统的设计,从准确地建立虚拟传感器输出信号与实际车流量的对应关系的角度进行分析与研究,介绍了新的虚拟传感器设计方法,同时提出了信息流的预处理算法和有效信息的判断算法.从而克服了传统设计方法中由于传感器的设计不够合理、信息的获取和判断算法不够科学,导致在有效信息提取过程中消耗大量的软硬件资源等缺点...     

超高频体模式MEMS谐振器及其传感系统平台技术研究

针对体模式MEMS谐振器激励和响应信号的特点,设计集成了激励信号产生和微弱信号检测的传感测量系统。系统通过对谐振器的扫频激励和检测响应信号,可以准确测量谐振器的谐振频率和Q值特性。为了有效测量谐振器产生的高频微弱位移电流信号,系统设计使用频谱搬移的测量方法。该方法通过把包含在高频信号中的有效信息搬移到低频端进行信号处理,可以提高信号抗噪声的能力,实现对微安量级的高频电流放大检测。     

基于频分复用的多路微电容检测技术

为使静电悬浮微电机的环形转子稳定悬浮在定子电极腔体的几何中心,需要采用差动电容式传感器检测转子沿五个自由度的运动,然后通过静电悬浮控制系统实现有源静电支承。根据频分复用原理,设计了一套可检测悬浮式转子五个自由度运动的微电容检测电路。采用多路高频正弦信号作为载波加载至与各自由度对应的控制/检测电极上,通过公共电极输出反映转子沿各自由度位移变化的调幅信号,然后经过交流放大、相敏解调、低通滤波后得到各自由度位移检测信号。文中介绍了微电容检测电路的组成及原理,分析了电路特性,给出了x轴检测电路的测试结果。实验表明,检测电路的灵敏度为23.3 V/pF,通频带为10.58 kHz,零位稳定性优于0.1 mV。     

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。     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

FBAR传感器信号检测与处理电路研究

设计并制作了薄膜体声波谐振器(FBAR)的生化传感器信号检测与处理电路,该电路采用混频器,把高频信号混频到低频信号,降低了信号的处理难度,并以Cyclone FPGA为核心控制器,完成对采样数据的处理和存储,并实现了实时传输等功能。利用该电路对双工器进行了初步测试,结果表明,谐振频率与网络分析仪所测结果一致。     

一体化标量水听器的设计

针对水下目标探测的问题,提出一种低频、小体积、灵敏度高、抗干扰能力强的水听器,该水听器采用一体化设计,通过取2个变量的最佳平衡点和在电路部分增大增益的方法,解决了传感器尺寸与频响之间的矛盾;同时针对如何降低传感器的干扰问题,本标量水听器采用高输入阻抗的阻抗变换电路,并通过吸声结构加阻尼的方法限制部分干扰,采用静电屏蔽技术,同芯电缆传输信号,很大程度上降低了传感器的干扰。结果表明:提出的一体化标量水听器灵敏度高于-158 dB,具有低频、小体积、高灵敏度、抗干扰能力强的特点,可用来在水下探测目标的声音信号。     

高频响小体积三轴加速度计设计与实现

设计了一种基于微机电系统(MEMS)技术的高频响三轴加速度计,内部集成滤波电路和放大电路,实现了传感器与变换器的一体化.电路设计简单可靠,功耗低,稳定性好.电路板的结构采用刚挠结合印制板的设计,保证了传感器输出的高精度和低噪声特性.整机结构体积小巧,刚性好,3个方向的频率响应均可以达到5 kHz,实现了一个测点3个方向高频加速度参数的测量.通过性能指标校验和实验验证,证明传感器具有测量精度高、热灵敏度漂移小、横向效应低等优点,可应用于航空航天等领域.     

新型电涡流传感器的动态响应分析

对用于磁悬浮列车系统的新型电涡流传感器,分析了动态响应特性;提出了新的动态响应测试方法,对分析结果进行了实验验证,发现检波电路的时间常数过大是影响上限截止频率的原因;实验表明:改变检波电路参数又会造成信噪比减小和负载不匹配,采用超前校正方法改善传感器的动态特性,响应带宽和滞后相角都有了很大改善,满足了悬浮控制系统的要求。     

差动式磁弹型索力传感器的磁路设计与分析

磁弹效应索力传感器的磁路结构及其参数和磁路的磁动势是通过磁路设计和磁路分析来确定的。结合差动式索力传感器的结构,讨论了磁路结构设计及其参数确定,磁场强度选取及其磁通的确定,以及通过磁路分析确定磁路的总磁动势等关键问题,搭建了试验系统,进行拉力试验。试验表明:提出的磁路设计和磁路分析方法是合理的,为磁弹效应法监测索力的磁路设计开拓了一条新路。     

磁弹式索力检测系统设计与仿真

针对钢索应力测量,设计了一种磁弹式索力检测系统.推导了基于磁弹效应原理测量钢索应力的关系式.进行了磁通量传感器的设计和磁感应强度ANSYS仿真,给出了检测系统的硬件结构和实际测量波形.实验结果表明:索力检测系统,精度小于5％,基本达到工程应用需求.     

基于阻抗原理的磁弹性传感器测试仪设计

设计了一种基于阻抗原理的磁弹性传感器共振频率测试仪。系统集成了微控制器、交流激励信号发生单元、直流偏置信号发生单元和有效值检测电路单元,并通过RS-232串口总线实现与上位机之间的通信。交流激励信号电路采用压控电流源方式,避免了线圈阻抗变化对交流激励电流的影响。实验结果表明：测试仪可以快速检测磁弹性传感器的共振频率,稳定性好,精度高,系统操作简单,集成度高,能够满足磁弹性传感器研究中的检测要求。     

便携式磁弹性传感器检测系统设计

通过对磁弹性传感器检测原理和研究现状分析,设计了一种便携式磁弹性传感器检测系统.采用永磁铁提供静态偏置磁场简化了硬件电路,以STM32嵌入式处理器为控制核心,结合锂电池供电,实现了系统硬件的小型化和低功耗;设计采用了SD卡本地存储和低功耗蓝牙无线传输的数据处理方式,并结合上位机进行命令的控制和数据传输.实验表明,检测系统可使磁弹性传感器在不同环境中完成共振频率的测量,另外,设计系统功耗可低至mW级并且在无线传输条件下实现3天以上的连续工作,而且这部分指标仍然有较大的优化空间.由此可见,该系统具有便携式、低功耗、可用于长期监测等优点,可以更好地发挥磁弹性传感器无线、无源、微型化、高灵敏的特点,使其在各领域内得到更广泛的应用.     

A readout circuit for an intra-ocular pressure sensor

A readout circuit for a passive telemetric intra-ocular pressure (IOP) sensor is being developed. The intra-ocular sensor consists of a capacitive pressure sensor in parallel with a planar coil. This inductor–capacitor (LC) resonant circuit transduces the pressure into a shift of resonance frequency. A voltage controlled oscillator (VCO) is used to excite the sensor over a large frequency range (20–40 MHz), hereby detecting resonance of the internal sensor, and thus enabling the measurement of the intra-ocular pressure. This low power circuit is extremely compact, making it suitable for long-term ambulant patient monitoring. The circuit allows wireless readout of the smallest pressure transducers. Tests show promising results at mutual coil distances up to 7.5 mm.     

水下低功耗变频数据采集系统的设计

介绍了水下爆炸;中击波的概念特征和气泡脉动理论,根据此特征确定了水下冲击波超压测试系统的测试原理、采样参数等。系统将压力传感器、适配电路、A／D转换器、触发控制电路、通讯接口及电池紧凑封装在密闭、防水、坚固的钢壳内,构成一种可相对独立工作的便携式水下冲击波超压测试仪。该系统具有小体积、微功耗、采样频率高等特点,具有抗干扰性强和无需电缆引线的优点,特别适宜于大范围多测点的试验场合。