锁相放大技术在光谱吸收式甲烷传感器中的设计应用

针对光谱吸收式CH4气体传感器的微弱信号检测问题,设计了一种基于平衡调制解调芯片AD630的微弱信号检测电路,重点介绍了锁相放大技术测量的基本原理,并给出相应的硬件电路,实验结果表明：该传感器响应时间为12s,测量精度可达0.03％VOL,该电路误差小、性能稳定,能够满足整体性能要求,达到了预定的设计效果.     

LD调制技术在光学式甲烷气体传感器中的应用

设计了一种基于光谱吸收式光学式甲烷气体传感器的调制电路,利用波长调制光谱技术(WMS)实现对LD激光器的调制,降低LD中心波长的波动对测量结果的影响.介绍了LD调制的基本原理,给出相应的硬件电路,并重点分析了在光学式甲烷气体传感器中应用LD调制的原理及关键技术.结果表明:该传感器响应时间为12s,测量精度可达0.03%...     

锁相放大技术在蓄电池内阻检测中的应用

介绍了锁相放大技术的基本原理以及采用交流注入法在线测量蓄电池内阻的装置,详细介绍了该装置的工作原理及采用锁相放大技术实现内阻测量的实际电路。在该装置中通过采用平衡调制解调芯片AD630有效地抑制了噪声和干扰,并且简化了设计。     

红外甲烷传感器光学气室设计

介绍了红外甲烷传感器光学气室结构设计原则,推导出该光学气室的最优光程长度为60mm,通过测试得到该光学气室直径为10～30mm时红外甲烷传感器的响应速度较快,从而确定该气室直径为20mm;采用RCS2000(A)自动配气系统对基于该光学气室的红外甲烷传感器进行了实验测试,结果表明,该光学气室具有一定的可行性和较高的灵敏度。     

基于锁相放大的ECT/ERT双模态传感器复合测量技术

基于交流的C/V和R/V法作为ECT/ERT双模态传感器信号的典型测量方法,不足之处在于两者的测量电路无法融合统一,并且需要对测量结果进行标定。针对该不足,提出一种复合测量技术。该技术通过测量一个反馈电阻在交流激励下两端电压信号的相位,进而精确计算出被测电容和电阻的大小。采用锁相放大法对上述相位进行测量,该方法利用一组满足一定关系的方波控制数字开关来实现混频。实验表明,该测量方法具有较好的测量稳定性和一致性,并且测量精确度较C/V、R/V法有一定的提升。     

透射式光纤甲烷气体传感器的研究

根据甲烷气体的吸收光谱,研究了一种用低廉的LED作光源的新型透射式光纤甲烷气体传感器。选择两同型号LED光源作为差分吸收信号。光源驱动器自动实行交替斩波。讨论了提高甲烷对光吸收系数的方法及途径,给出了甲烷气体浓度的测量结果。     

基于锁相放大的ETC/ERT双模态传感器复合测量技术

基于交流的C/V和R/V法作为ETC/ERT双模态传感器信号的典型测量方法,不足之处在于两者的测量电路无法融合统一,并且需要对测量结果进行标定。针对该不足。提出一种复合测量技术。该技术通过测量一个反馈电阻在交流激励下两端电压信号的相位,进而精确计算出被测电容和电阻的大小,采用锁相放大法对上述相位进行测量,该方法利用一组满足一定关系的方波控制数字开关来实现混频。实验表明,该测量方法具有较好的测量稳定性和一致性,并且测量精确度较C/V、R/V法有一定的提升。     

吸收式光纤甲烷气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤甲烷传感器,该传感器基于比尔朗伯定律,采用双光路结构,大大提高了传感器的灵敏度和测量精度,大气和工业污染中的其它气体分子浓度也可用类似方法测量。     

吸收式光纤甲烷气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光烷传感器。该传感器基于比尔－朗伯定律，采用双光路结构，大大提高了传感器的灵敏度和测量精度。大气和工业污染中的其它气体分子浓度也可用类似方法测量。     

用于水微电导测量的锁相放大器的设计

电导率的检测是工业在线成分分析中的一个重要方法,在对于水的电导率检测中,由于信号很小,采用普通的检测方法无法从噪声中提取有用的检测信号,利用相关检测原理,设计了一种应用于水的电导率检测的锁相放大器,给出了信号驱动电路、前置放大、移相电路、开关式相敏检波等电路的实际的电路,并从理论上给予分析,作为电路参数选择的依据,从而能进一步提高整个测量系统的信噪改善比.     

数字锁定放大器中窄带低通滤波器的设计

根据锁定放大器的原理,讨论了应用于锁定放大器之中的低通滤波器的性能要求.从多采样率信号处理原理出发,提出了可满足锁定放大器要求的窄带低通滤波器的实现结构以及软件实现方法.最后通过DSP硬件仿真,验证了该窄带低通数字滤波器在锁定放大器中的性能.     

功能性近红外光谱系统及锁相放大器算法的研究

功能性近红外光谱技术是一种新兴的非侵入式光学技术,该技术可以测量脑皮层的功能性活动信息;介绍了单通道fNIRS系统的开发,为了验证系统的性能,2人参与了算数运算任务,获得了氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化;锁相放大器在fNIRS系统中可以很好地提取淹没在噪声中微弱的光强信号,但是模拟锁相放大器价格昂贵,对多通道系统来说是很大的负担;设计了数字锁相放大器算法,通过与模拟锁相进行比较,结果表明设计的数字锁相放大器可以取代价格昂贵的模拟锁相放大器。     

检测元件的非线性对锁定放大器的影响分析

锁定放大器主要用在强噪声环境下的有用信号提取,而检测元件的非线性不仅会带来测量误差,同时还会使环境噪声进入放大器,带来检测性能的降低,也影响了锁定放大器检测灵敏度的进一步提高。以简单的透光检测试验装置为例,试验验证了这种现象的存在,同时也从理论上分析了产生这种现象的机理,指出了它的伴随特性,且很难通过后续信号处理加以消除。     

呼吸感应体积描记系统中弱信号锁相放大模块的设计

在呼吸感应体积描记呼吸测量系统中,需要测量nV~μV级的微弱感生电压信号,而且在测量过程中,做为传感器的电感线圈容易受到测量环境,呼吸运动以外的其他运动和电子噪声等影响。为适应系统测量范围并降低噪声的影响,设计了一种基于AD630锁相放大电路微弱生理信号检测模块。该模块的锁相放大器具有大于0.96的良好线性度,能检测出传感器的感生电压信号,并分离出直流分量,有效地降低噪声对系统的影响,提高了系统测量的精度,并有望应用于其他微弱生理信号检测。     

基于无线传感网络瓦斯传感器调校技术研究

设计基于无线传感网络技术的瓦斯传感器调校系统,采用JENIC5139模块架构无线瓦斯传感器节点,实现瓦斯检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校及参数动态设定;基于无线传感网络的瓦斯传感器节点克服目前瓦斯传感器稳定性差、调校费时费力的缺点,将传统7天升并调效一次传感器的周期延长到2个月,显著提高煤矿企业生产效率;井上控制中心通过无线网络不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态.还可实现瓦斯传感器的动态调零和非线性动态修正,显著改善煤矿企业安全生产水平.     

一种单片集成硅压力传感器的放大控制电路设计

针对单片集成压力传感器信号的识取和处理,提出了一种高增益、全摆幅的运算放大电路.电路采用两级放大,具有对称的输入结构和全摆幅输出结构.将电路通过计算机软件PSPICE进行模拟,在5V的电源电压下,放大电路开环增益可达到110dB,输出范围可达0.1V～4.9V.利用此电路可以构成仪表放大器,从而进一步设计出集成压力传感器.     

微弱信号锁定放大器噪声抑制新技术

检测微弱信号最有效的技术就是锁定放大技术,当噪声为有色噪声或噪声频率等于被测微弱信号的频率或奇数倍时,传统的锁定放大器技术不能进行有效地抑制或消除。针对有色噪声的抑制和消除,提出了跳频、跳时锁定放大技术;针对抑制和消除与信号同频的噪声,提出了移相调制锁定放大技术;针对抑制和消除与频率为信号频率奇数倍的噪声,提出了奇次倍频同步调制锁定放大技术;并给出了相关的实现方法。     

基于FPGA的数字锁相放大器在气体探测中的应用

介绍了基于波长调制光谱技术的激光气体探测系统的基本原理,详细描述了双相数字锁相放大器基本原理和结构;为了实现模块化高精度在线激光气体检测系统,利用FPGA和模数数模器件设计了数字锁相放大器的硬件电路,将数字锁相算法在FPGA中实现;基于FPGA的数字锁相放大器应用于激光甲烷分析仪中,并对4个标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%;实验表明基于FPGA的数字锁相放大器能够用于高精度在线激光气体探测系统中。