弱磁矢量传感器三轴校验无磁转台研究

本文介绍的三轴校验无磁转台是弱磁矢量传感器、磁罗盘检测和校准的高精度平台。阐述了弱磁矢量传感器三轴校验无磁转台的组成和工作原理;研究了材料的弱磁特性、工作台面的耐磨性和基准精度、三轴旋转特性的稳定性及其精度传递等方面的相互影响因素,设计了合理机械结构;经过多年使用,该转台具有良好的稳定性,满足了0.01°高精度弱磁矢量传感器的研制和校验要求。     

基于模糊与PID复合切换控制的VRV空调系统仿真

VRV空调系统以其节能性和舒适性得到了广泛应用,但系统存在启动反应慢、抗干扰能力差等问题。对此,文中在VRV空调系统房间模型基础上,采用模糊和模糊PID切换控制的方式,设计了一种VRV空调系统的控制方案。仿真测试验证了该设计在环境波动剧烈的情况下,系统调节时间短且作用效果显著,同时对室内温度控制具有较高精度,能够满足对环境舒适度的更高要求。     

油气管道高速漏磁检测系统中传感器研究和设计

为了提高漏磁检测的精度,文章研制了一种用于油气管道漏磁检测系统中的电磁感应式传感器,该传感器安置在二维高速漏磁检测装置中,实现对油气管道缺陷信号的实时检测,获得管道的缺陷信号.介绍了传感器的结构,带磁汇聚装置的磁化系统装置;设计实验与普通的霍尔传感器的检测精度进行分析比较.试验结果表明该传感器在高速管道漏磁检测中能够检测到微小缺陷,比霍尔传感器有更高的灵敏度.     

基于FPGA的磁异常数据采集系统设计

针对磁探测领域要求的多通道数据采集同步性、实时性的要求,文中采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),设计了 一套同步采集24路地磁异常数据的系统.通过SignalTap抓取关键信号的波形进行分析,表明该数据采集系统同时满足了同步性和实时性的要求.实验结果表明,采...     

高精度短程激光实时测距系统

某些短程距离的实时测定很重要,如三峡大坝百米船闸的水面落差实时测定.使用者要求的精度一般较高(误差在1 cm以下),机械的方法虽然简便,但可靠性、精度难以保证,且无法为后续的控制提供适宜的信号.因此在这种场合,光电测距法最为合适. 本文提供的系统包括:连续激光光源、斩波器、反射靶、电路系统等部分,该系统采用相位测距方法,通过选择测尺满足精度的要求.为满足室外恶劣环境的影响,本系统设计为开放式,使之更为实用化且廉价.(OE13)     

基于PXI和LabVIEW的巨磁阻抗测量系统

Co基非晶和Fe基纳米微晶材料中观察到巨磁阻抗效应(GMI),受国内外专家的广泛关注.为了对该效应的应用和开发作进一步研究,我们自行设计和制作了一套基于PXI和LabVIEW的巨磁阻抗测量系统.通过LabVIEW平台控制交流信号的产生和采集,由亥姆霍兹线圈提供外磁场.测试结果表明,该系统能够满足各类材料测定巨磁阻抗的要求,具有较好的重复性和较高的精度.     

TDA2086相位控制器在D86干点分析仪上的应用

为了达到D86干点分析仪温度控制要求,基于TDA2086相位控制器的特点,将其应用于D86干点分析仪加热器温度控制电路.通过采用TDA2086内置斜坡发生器、双向可控硅负触发脉冲信号、电压、相位角同步控制等功能,该温度控制电路的测量精度不低于1.0%,响应时间未超出3 min,完全满足炼油工艺对干点测量和控制的要求.     

基于DSP的石油输油管高频加热电源的研究

针对目前普遍采用的电加热式热处理设备温度控制精度低,加热效率低的缺点,设计了一种适合于针对石油输油管加热的高频电源,解决了传统电加热温度控制精度低,能源浪费的问题。该方案以DSP为控制核心采用模糊PID温度控制策略,增强了系统对负载参数变化和外部干扰的适应性,有效的提高了温度控制精度。分析了加热电源的结果和原理,并对控制电路和控制方法进行了设计。通过实验对该系统的性能进行了验证,实验结果表面,该系统提高了对输油管路温度的精确控制,提高加热效率能够满足工业生产要求,可用于对现有的石油输油管路加热系统进行改造。     

核磁共振陀螺横向补偿磁场优化设计

核磁共振陀螺作为目前世界上体积最小的导航级陀螺,已受到国内外的广泛重视。核磁共振陀螺通过检测磁场中原子核自旋进动频率的改变确定载体角速度,其陀螺精度与磁场的均匀性、稳定性密切相关。导航级核磁共振陀螺需要飞特级磁场环境,高效磁屏蔽一般仅能完成5～6个数量级的磁抑制,还需进行主动磁补偿。该文从核磁共振陀螺磁场分布的理论分析出发,通过数学计算和计算机仿真,分析和研究了横向磁补偿系统的磁场分布,并对横向磁补偿线圈进行了优化设计。设计的核磁共振陀螺横向磁补偿系统磁场均匀性较优化前提高约13倍,满足了核磁共振陀螺的使用需求。该工作为核磁共振陀螺仪设计和制造提供了一定的理论依据和参考价值。     

一种自主定向磁复合三维MEMS矢量水听器

设计了一种自主定向的磁复合三维MEMS矢量水听器。该矢量水听器采用三维MEMS加速度传感器与磁传感器结构复合设计,并采用与信号处理电路紧靠方式,可减小噪声干扰及抑制信号衰减。通过磁复合三维MEMS矢量水听器解决单个矢量水听器定向精度不高问题。该矢量水听器完成了水下驻波场测试和无磁转台测试,测试结果验证了利用磁传感器补偿矢量水听器定向方法的可行性。     

VCSEL激光器抗干扰温度控制

由于VCSEL具有低功耗、小体积、高调制频率和容易集成等特征,被广泛应用于磁探测领域之中。作为一种高精密的传感器,原子磁强计在测量磁场过程中由于激光器的输出不稳定导致测量精度下降。针对环境等干扰导致激光器的输出不稳定问题,设计了一种可以抵抗环境温度变化的控制器。首先,通过带DSP内核的ADAU1401A芯片与DPSD方法实现了高分辨率温度解算;然后,通过系统辨识的方式建立温控数学模型;最后,应用干扰观测器与内模控制原理设计出抗扰动、低超调、鲁棒性的控制器。实验结果表明:在70 ℃温度下, 存在干扰的控制精度为±0.003 ℃,常温下控制精度为±0.001 5 ℃,为激光器稳定输出与高精度磁场测量奠定了基础。     

高精度激光器电流驱动与交流温控系统设计

半导体激光器作为原子磁强计的重要组成部分,其波长和功率主要由电流和温度决定,而传统的直流温控系统会对磁强计产生磁场干扰。针对高精度电流控制、温度控制和磁场干扰问题,设计了一种激光器恒流源驱动和交流控温系统。首先,设计基于功放的高精度激光器恒流源驱动系统;然后,设计交流温度调制解调检测和交流加热驱动系统;最后,采用STM32控制器、高精度AD采集和DA输出结合温度模糊自适应PID控制算法进行高精度温度控制。实验结果表明:在42℃温度下控制精度为0.005℃,在32 mA电流下稳定度为0.5 A,为激光器光功率和波长稳定性奠定基础。     

Positioning performance and straightness error compensation of the magnetic levitation stage supported by the linear magnetic bearing

This paper reports high-precision motion control at the target position and the offline compensation of the straightness error occurring during the motion of the magnetically levitated stage supported by the linear magnetic bearing. The linear magnetic bearing is composed of electromagnets and sensors in the same module to enable easy maintenance and to reduce the machining error, and the conventional linear quadratic Gaussian control is adopted for the motion control of the stage. The test results show that the stage can compensate the straightness error precisely, so that it is expected that this stage can be applied to high-precision linear motion applications.     

一种实验室通风柜控制器的设计

介绍了一种主要应用于实验柜的排风控制系统的设计。此装置包括微控制单元、执行器单元、传感器输入单元、显示单元和操作单元5大部分,使通风柜具有智能化、变风量控制功能。通风量的大小完全由电脑控制,操作简单,保证排出有害气体的效果始终处于最佳状态,不仅能精确地控制排风量,还可以降低能耗、减小噪声,甚至无噪声工作(有多种工作状态)。该装置可有效地应用于核医学科和普通化学实验室。     

弹载开环光纤陀螺V/F变换器设计

为解决弹载开环光纤陀螺(O-FOG)信号数字化问题,介绍一种高精度低成本的电压/频率(V/F)变换器,它能在全温度范围内工作而无需温控,对其技术要求、实现方法、工作原理和提高精度的措施等进行了讨论.该电路采用仪表放大器AD620作为前置放大级,实现V/I变换,后端采用全电流积分、电荷平衡变换方式,实现L/F变换,它可对输入信号进行连续积分,不会丢失姿态信息.由于弹上能源紧张,利用通用电源±15V(模拟集成电路用),产生双向恒流源复位,避免了单恒流源需要隔离电源(三通道电路需增加3个隔离的+12V)的麻烦.经过对原理样机进行高低温性能测试,得到了满意的结果.     

浅谈实验室通风系统设计应用

实验室和厂房的排风通常会使用多台通风柜,通风柜的使用是灵活多变的,集中排风风机的风量应能适应通风柜使用的灵活性。因此,对实验室通风系统的设计和实施都要考虑实验室排风的可变、多变问题,采取必要的措施来自动调节排风系统的排风量,以满足实验室的洁净度要求和排风量多变的要求。     

提高高精度光纤陀螺磁场适应性的方法研究

光纤环在磁场中产生磁致非互异性误差,成为制约高精度干涉型光纤陀螺（以下简称高精度光纤陀螺）应用的主要因素之一,而误差与磁场强度、光纤扭转率有关。由于光纤扭转导致的光纤环磁场灵敏度达到10 (°)·h?1·Gs?1以上,即使采用坡莫合金对磁场屏蔽,屏蔽效能仅能达到30 dB左右,难以满足高精度光纤陀螺的应用需求。文中通过等效电路模型和有限元仿真分析了屏蔽材料连接缝隙对屏蔽效能的影响,通过公式计算了扭转率对磁场灵敏度的影响。根据分析,提出了将屏蔽材料由螺钉连接改为激光焊接并对光纤进行退扭的改进方法。通过光纤退扭,光纤环磁场灵敏度降低了89.3%;通过对连接缝隙激光焊接,屏蔽效能由 31 dB 提高到 64 dB以上,磁场灵敏度由 0.026 5 (°)·h?1·Gs?1 降低到了 0.000 4 (°)·h?1·Gs?1以下,且变温环境下陀螺零偏稳定性提高了7.5%以上。改进措施能够提高光纤环在磁场和温度环境下的精度,满足高精度光纤陀螺性能要求。     

环面点胶对电源磁性器件可加工性的影响

变压器、电感等磁性器件性能显著影响电源参数指标。针对E型变压器磁芯气隙制作一致性差、效率低的问题,建立了不同点胶方案的有限元分析模型,进行了高黏度环氧绝缘胶非牛顿流体的剪切力机理分析。结果表明,通过减小胶点尺寸、改变胶点形态及分布的方法,可以提高磁芯器件的一致性和加工效率。采用全自动点胶工艺精确控制胶点半径和中心距,制作出了满足电感量要求的变压器,提升了加工效率,验证了仿真和机理分析的正确性。获得了一种高精度、高效的环面点胶和磁性器件制作工艺方法。     

用于低压差线性稳压器的输出精密微调设计技术

提出了一种用于低压差线性稳压器(LDO:Low-Dropout regulator)的输出精密微调方法,通过在反馈网络中引入可微调电阻梯实现对LDO输出的精密调整,并采取伪电阻保护的版图布局方式提高电阻梯的匹配性能。基于65 nm CMOS工艺对LDO进行了设计,整个LDO线性调整率约为0.05mV/V,输出电压在1.02V~1.36V范围内能够按照0.02V/step的最小步长进行精密微调,能有效减小由电源电压、温度等因素引起的输出误差,适合嵌入式片上系统(So C:System-on-Chip)的应用。     

基于半导体致冷器的高精度PWM功率驱动器

在大功率半导体激光器(LD)的温度控制系统中,针对其控温执行器件半导体制冷器的驱动特性,设计了一种基于单片机的高精度脉宽调制(PWM)功率驱动器。以89C51单片机为控制核心,采用12bit的D／A转换器,确保了整个系统具有较高的控制精度。采用切换D／A基准电压的方法解决了扩大系统动态范围与提高控制精度之间的矛盾,提高了系统的性能价格比。提出了一种防止MOSFET H-桥桥臂“直通”现象的新型电路“D触发器-阻滞延迟电路”。输出电压误差率为0．4％。