声阻抗管测试传递损失的仿真分析与优化

声阻抗管四传声器法能有效地测试材料的传递损失,但是在个别测试频段会出现较大的误差。为研究误差的机理以及降低误差,以自制声阻抗管为例,基于四传声器测试法进行传递损失的测试实验。基于实验结果分析误差的影响因素,确定声阻抗管的三个结构参数进行优化。采用有限元分析的方法计算获得管内的声场分布云图和传递损失曲线并验证仿真结果的准确性。利用遗传算法对三个结构参数进行优化,达到提高测试精度和减小误差的效果。     

一种抗反射波干扰的声波传播时间测量系统

针对声学法测温中普遍存在的混响问题,提出一种基于波峰辨识的抗反射波干扰的声波传播时间测量法。在此基础上,设计了一套声波传播时间测量系统。系统以LabVIEW为软件平台,采用了LabVIEW与MATLAB混合编程技术。以扬声器、传声器、前置放大器、功率放大电路、扬声器选通电路、信号调理器、数据采集模块和带声卡的计算机构成硬件系统。实现了声波信号的产生、发射和接收、采集和传播时间计算的全过程。测试结果表明:文中算法在强反射波干扰下,仍可获得稳定的声波传播时间测量值。在系统中嵌入适当的温度场重建算法,可实现非接触的温度场监测。     

铁电材料测试系统用电压自动衰减电路

针对铁电材料测试系统中不同测试信号电压的差别，设计了电压自动衰减电路。重点介绍了自动量程转换电路、峰值AC／DC转换电路、继电器驱动电路和衰减电路的设计。利用配有电压自动衰减电路的铁电材料测试系统测量了PZT铁电体材料样品的电滞回线。测量结果表明，该设计解决了测试电压与采集卡量程的匹配问题，实现了铁电材料测试的自动化。     

用于HVDC电缆主绝缘料选型的空间电荷检测系统

为进一步研究我国高压直流(HVDC)电缆主绝缘料选型,研制了一种新型电缆主绝缘空间电荷测量系统。分析了电声脉冲法测量电缆主绝缘压片试样的原理,优化了测量系统的电极构型;通过对PVDF压电传感器压紧方式的特殊设计,减小了因压紧不良而导致的声信号匹配不佳对测试系统精度的影响;设计了匹配测试系统的高频滤波小信号放大电路,提高系统抗扰性;运用交联聚乙烯压片测量得到系统输出参考信号并对测量系统进行标定。在常温下测量了不同厚度的交联聚乙烯与低密度聚乙烯电缆料压片试样分别在低电场和强电场中空间电荷的分布特性,得到试样中的空间电荷分布密度。实验表明,该装置能应用于HVDC电缆料的选型,研究结论可以为我国高压直流电缆的自主研发提供参考。     

基于LabVIEW的扬声器频率响应曲线测量系统的设计

为方便快速测量扬声器的频响曲线,对国内外扬声器测量系统进行分析后,提出并设计了基于LabVIEW的扬声器频率响应曲线测量装置。该测量装置使用线性调频信号作为扬声器的输入信号,利用麦克风采集扬声器发出的频响信号,并使用LabVIEW显示麦克风的采集结果,从而得到扬声器频率响应曲线。测量结果表明:该装置能准确测量出扬声器的频响曲线,并具有测量快速、操作简单等特点,能够满足扬声器频响曲线的测量要求。     

微观组织及测量信号对超声横波评价材料硬度影响

硬度是材料力学性能的重要指标之一,采用超声无损检测方法评价材料硬度指标目前还存在诸多挑战。通过搭建高精度声时测量系统,采用横波直探头脉冲反射回波法测量不同热处理45钢试件厚度方向超声横波传播声时和底面反射回波幅值,分别计算横波声速和衰减系数;在测量超声横波声时,改变测量声时门信号的测量方式,研究不同微观组织及测量信号对超声横波声速的影响,通过构建材料硬度-微观组织-超声横波声速及衰减系数之间的映射关系,建立超声横波评价45钢试件硬度指标的标定模型,并对标定模型进行验证。研究表明,横波声速可以作为评价45钢试件硬度的评价参数,测量误差满足工程应用误差10%的要求;测量横波衰减系数与材料硬度之间的变化没有明显的映射关系,不能作为评价45钢试件硬度指标的评价参数。     

基于STM32单片机的窨井探测仪设计

设计以STM32F103单片机为核心控制,以压电式电声型超声波换能器为逻辑控制的系统方案,包括单片机系统主控制电路、超声波换能器发射电路、软件程序编写以及测试结果信号分析等,测试结果证明达到误差要求。     

基于自动增益控制的声信号处理电路

介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行调节,从而保证了声传感器输出信号的信噪比,通过实验验证和分析,证明此处理电路的可行性、实用性和优越性。     

基于AD7606的树莓派多通道数据采集系统设计

针对传统AD模块因精度或输入通道数量不足,不能满足同步采集电流和电压参数要求的问题,设计了一种基于AD7606的树莓派多通道数据采集系统。文章详细介绍了系统中电压/电流输入电路、输入滤波电路、AD7606与树莓派接口电路、AD转换程序的设计,并对转换结果进行了误差分析。测试结果表明,用标准输入电压测试AD7606进行AD转换的结果准确,采用AD7606进行AD转换的结果精度高、误差小,适合高精度测量的AD转换电路。     

差分驱动电路在HUMS系统中的应用设计及问题研究

介绍了一种利用LTC6362构成的差分驱动电路的应用设计,电路采用3.24 kΩ高精度电阻进行比例衰减以满足ADS1278的输入信号要求,同时分析弱信号对HUMS系统多通道差分驱动电路的影响.通过对实际电路进行不同弱交直流信号的输入测试,根据不同通道输出信号的误差分析定位故障原因,并通过Multisim仿真模拟故障情况...     

一种微小电阻测试系统的设计

为了精确测试微小电阻,基于开尔文四线检测法,设计了一种精度较高的微小电阻测试系统。设计方案为：微小电阻施加稳定恒流源信号后,通过采用AD8221为核心的一级放大电路、巴特沃斯二阶有源低通滤波和二级放大电路,获取放大、去噪、平稳的电压信号,经由ADC采集转换后显示被测电阻的阻值。采用最小二乘法拟合曲线对系统测试数据进行误差分析,显示误差小于0.2%,表明该系统测量精度高,可用于精准测量微小电阻以及微弱信号调理放大的场合。     

浸渍石墨微观特征对机械密封润滑膜超声检测精度的影响

针对机械密封润滑膜厚度的精准测量问题,研究浸渍石墨微观特征对超声膜厚检测精度的影响,采用石墨化度和气孔率对浸渍石墨的微观特征进行表征。以烧制温度和颗粒度为工艺变量制备具有不同石墨化度和气孔率的石墨试样,对石墨试样的声阻抗和润滑膜厚度进行超声测试。结果表明:声阻抗随着石墨化度的增大而增大,随着气孔率的增大而减小,表明石墨化度和气孔率对石墨声阻抗的影响规律性明显;石墨化度和气孔率对润滑膜厚度值的影响,并不像对声阻抗的影响一样是单调变化的,原因是样品的内部孔隙导致了测量误差的产生;当润滑膜厚度标定值为2μm时,润滑膜厚度的测量值均略小于标定值,这是因标定装置的最小刻度大于被测物表面的粗糙度导致的。在机械密封润滑膜厚度的测试中应对每次试验单独进行声阻抗的测试,以消除其对膜厚测量结果的影响。     

固定节流孔流量特性测试系统的误差分析

为了测量固定节流孔的流量特性,该文根据国际标准ISO6358-2013设计了固定节流孔流量特性测试系统。测试系统的正确性和准确性会影响气动元件流量特性参数的测量。该文通过对测试系统的测试方法误差、传感器误差等进行分析计算,并将试验结果与仿真分析结果进行对比,验证此测试系统设计合理,测量精度满足使用要求。目前,该测试系统已成功测量出多组不同型号固定节流孔的流量特性参数。     

感应类微弱信号放大电路设计

针对电缆感应类测井仪器电磁波测量信号动态量级大,低频长源距信号微弱,实时内零内刻,多通道切换等要求,设计了以单片机为核心的低噪声放大及采集电路,针对不同频率、不同幅度的原始测量信号和刻度信号进行高精度采样测量,针对短期噪声信号进行实时刻度量化,并针高动态范围信号刻度设计了分压刻度电路,满足实际设计需求,经实井测试,取得合格测井解释资料。     

供水管网泄漏定位研究与检测系统开发

在分析泄漏声波在管线中传播特性的基础上,根据自适应滤波时延估计与泄漏定位的原理,设计与实现了管网泄漏定位系统中的传感器及信号调理电路、数据采集与通信电路、数字滤波以及泄漏定位软件等,并进行了系统集成.在实现的系统中,传感器采集到的泄漏声信号被转换成12位数字量,通过通信端口读入计算机.为了得到准确的定位结果,对采集到的数据采用了选频段滤波、分时段时延估计、根据信号幅值的相对强弱进行抑制突发强干扰.现场试验与运行结果表明:系统硬件和软件流程运行正确,达到了设计的需求;泄漏定位结果误差小于0.5 m,能够满足实际测量的要求.     

基于激波信号的弹丸坐标测量系统研究

以提高声测自动报靶系统的稳定性与测量精度为目的,并根据弹丸坐标自动检测的需求设计了弹丸坐标测量系统。该系统采用压电式超声波传感器作为激波的测量传感器,后续分别设计了信号采集电路与时延计算电路,并设计了上位机程序以实现自动报靶。利用弹丸在飞行中产生的激波在经过不同位置处传感器时产生的时间差,通过建立合适的数学模型,结合TDOA定位算法计算出弹着点坐标值。最终通过实弹射击试验验证了该系统的性能。     

虚拟仪器技术在点火提前角测量中的应用

介绍了用笔记本计算机、信号调理电路以及数据采集卡DAQ-6024E构成的基于虚拟仪器技术的汽油发动机点火提前角测试系统。测试信号可以从发动机直接引出，经过信号调理和信号合成电路后进入数据采集卡。系统软件用图形化编程语言LabVIEW设计，测试结果可以直观地在计算机屏幕上显示。系统能测量点火提前角，显示、存储多缸的测量值，非正常工况下报警等功能。各测量参数均以博世综合测试系统和元征X431ECU诊断盒的测量值为参照。     

变电设备智能物联超声局部放电微型化测量转换电路北大核心CSCD

针对变电设备智能物联监测中的分布式智能感知节点微型化设计需求,设计了一种新型的超声局部放电测量转换电路。使用高集成度仪表放大电路对高阻抗的超声局部放电传感器输出信号进行了低阻抗变换和固定增益放大,设计通带为20~300 kHz的宽带滤波电路以适应变电设备上带宽不同的传感器,最后通过增益可调仪表放大电路适应不同灵敏度的传感器输出信号。电路能同时连接2个超声局部放电传感器并对其测量信号进行转换,电路尺寸为83 mm×50 mm×15.5 mm。设计了相应的电路性能测试实验并给出了其在智能物联系统中的应用方法。实验结果表明:电路各级增益误差在整个通带频段内低于1%,1000倍增益条件下的输出端噪声RMS值不超过10 mV。     

智能在线测厚系统的设计

介绍了一种智能在线测厚系统的设计方法，系统采用PIC16F877A微处理器作为控制芯片，外加其他必要的传感器信号调，LED显示电路以及超限报警电路进行设计，系统具备实时厚度显示、超限报警以及厚度自动分检等功能。运用软件编程对A／D采样值进行了误差补偿以及线性化处理。系统具有电路结构简捷、性能稳定、价格低、测量精度高等优点。广泛适合各种需要精确测厚的工业场合，具有较好的应用前景。     

基于PXI系统和LabVIEW的高压射流均质机动态参数测试系统

针对高压射流均质机动态参数测试要求,采用NS-F型压力变送器、BK4189传声器和增压泵进退信号调理采集电路,应用PXI系统实现信号采集与处理,以LabVIEW为软件开发平台,实现了动态参数的采集、存储、历史数据复现等功能,测试系统为高压射流均质过程的超微粉碎作用机制分析、高压射流均质机工作腔改进和双增压泵的交替控制提供依据。