基于FFT谱分析算法的高精度相位差测量方法

提出了一种基于FFT谱分析算法的数字式相位差测量方法。通过提取基波参数，求取被测信号的相位差。该方法解决了谐波对测量结果的影响，能够明显提高测量精度。     

一种小信号微弱相位差的测量方法

详细介绍了一种模拟小信号微弱相位差的数字测量方法，该方法在将较低频率模拟信号的相位差转换为数字脉冲的宽度之后，采用插入高频脉冲的方法，相位差的值通过对高频脉冲的计数来获得，实际应用表明采用这种方法可很好地解决微弱信号相位差的测量问题。     

气体传感器温度调制信号的瞬时频谱分析

温度调制技术已被证明能够改善气体传感器的选择性。为了有效提取传感器对被测气体的响应特征,提出应用Hil-bert-Huang变换对温度调制下的气体传感器的动态信号进行分析,可获得传感器动态响应信号中的瞬时频谱和边际谱等有效的气体响应特征。通过对一个微热板式气体传感器在矩形波调制下对三种易燃易爆气体响应的动态信号进行测试和分析,说明提取的瞬时频谱和边际谱能较好的体现被测气体信息。进一步研究了调制周期对动态响应信号的影响和该方法在正弦波、三角波等温度调制模式下的传感器对三种易燃易爆气体的响应,结果说明使用瞬时频谱能够有效提取信号中的气体信息。     

用单片机测量相位差的新方法

介绍了利用AT89C52单片机测量两正弦信号相位差的测量原理、电路组成 ,并分析了引起误差的原因。该方法测量准确、稳定 ,与被测信号频率、计数信号时钟频率无关。     

基于周期信号的频域检测方法研究

在分析周期信号尤其是多频周期信号时,为了得到正确的分析结果,除考虑叠加测量噪声模型及其对测量结果的影响之外,还必须考虑由于时域的离散化而可能造成的频域混叠现象,以及由于采样过程记录的信号样点序列长度有限而可能造成的频谱泄漏现象.因此,在基本矩形窗函数频域检测方法的基础上,对Blackman窗函数的频域检测方法进行了研究.该方法对被测信号在时域加Blackman窗函数,在频域实行内插,可以有效地减小检测过程中信号的频谱泄漏,从而得到精确的测量结果,实验结果证明了该方法在周期信号检测过程中的有效性和先进性.     

高精度数字式相位差测量系统设计

在测量各种双口网络电路的频率特性时,需要对它们的输入与输出信号之间的相位差进行准确测量,针对采用示波器测量相位差误差较大的问题,提出一种能对信号相位差进行高精度测量的设计方案;系统采用过零鉴相和填充计数的测量原理,利用可编程逻辑器件的高速运算能力对高速脉冲计数,由单片机对工作电路进行协调控制和数据处理显示;同时设计高精度相位差可调的直接数字频率合成信号源对系统进行测试,实际测试结果显示,系统对相位差的测量精度高,最小测量精度可达0.1°,并实现宽频率范围的相位差测量;系统在实际应用中测量结果准确、稳定、可靠.     

基于相位差分算法的参数估计研究

在数字信道化接收机后续精测频结构的基础上,讨论了相位差分算法在信号参数估计中的应用.首先从最小二乘估计模型人手分析了相对无模糊的相位差分算法,然后根据算法分别对加性高斯白噪声中的复正弦信号的频率估计方法和线性调频信号参数的联合估计方法进行了研究,最后给出了方法的最小均方误差分析及其数值结果.实验结果证明,方法能够有效、准确地估计出信号的参数,而且在较高信噪比条件下,其估计均方误差能达到Cramer-Rao下限.同时方法不含复杂运算,非常易于硬件实现.     

基于Qsys的时栅信号处理系统设计与实现

为提高时栅传感器位移测量精度和测量分辨力,研究采用FPGA嵌入式锁相环倍频产生4路同频且相位差为45°的高频时钟脉冲作为测量基准,利用多路并行双边沿计数方法对时栅参考信号和时栅感应信号进行相位测量,通过相位差转换得到具有高分辨力的时栅位移信号, 采用Qsys开发平台设计Nios－II软核进行数据处理,利用傅立叶级数谐波修正技术对测量结果进行误差修正,提高时栅传感器的测量精度,在72对极磁场式时栅角位移传感器上进行精度测试,实验结果表明:经过误差修正后,该系统测量的整周误差从－57.2″~ 92.5″下降到－2.0″~2.5″,作为角位移传感器满足高端装备高精度定位需求,具有重要的工程应用价值。     

一种快速精确测频方法及应用

针对实际应用中在较短时间内对传感器检测到的单频信号进行快速精确频率测量的要求,介绍了一种改进的多周期频率测量方法,该方法利用被测信号来触发开启同步门,使测量误差与被测信号频率无关,提高了测量准确性。分析了测量中的误差,并给出了该方法在实际设计中的应用,测试结果表明这种方法具有较高的实时性和准确性。     

改进相位差测量在感应加热电源频率跟踪中的应用

在感应加热电源的频率跟踪环节中,需要对负载电压和电流信号相位差进行测量.由于待测负载信号存在波形畸变,使得常用的过零比较法在实现时存在一定误差.为了解决这一问题,提出一种改进的相位差测量方法.利用dsPIC的输入捕捉模块测量负载信号的周期,配合快速傅里叶变换得到负载电压和电流信号相位差,然后对测得的相位差进行修正和补偿,最终实现系统频率跟踪功能.实验结果表明,该方法可以使逆变电路输出较为准确地跟踪负载固有谐振频率的变化,提高了系统的工作性能,较好地达到系统频率跟踪的要求,在实际设计中有一定的应用价值.     

提高形状测量精度的直接与间接反射分离方法

针对光学三维形状测量中间接反射的存在导致三维测量精度下降的问题,提出一种分离直接反射和间接反射的改进结构光投影方法。该方法反向利用直接反射和相互反射间的相位差异,以格雷码结构光为基础设计出相互相位差为90°的调制结构光,将它投射到被测物体,以此分离出直接反射和间接反射;并加上改进结构光的正-反投影,来检测结构光条纹图像中的结构光边缘亚像素定位。实验结果表明,该方法不仅有效地分离出了间接反射,而且提高了被测物体的三维测量精度,扩大了三维测量范围。     

带有传送带的矩形巷道中电磁波传播特性研究

为了研究带有传送带的矩形巷道电磁波传播规律,提出一种基于电磁波传播理论和多波模理论的等效分析法,旨在降低研究电磁波传播计算的复杂性.利用计算机对有传送带的矩形巷道中电磁波传播规律进行仿真,将等效分析法方案计算出的仿真数据分别与矿井巷道中实际测量的3组数据进行对比分析.实验结果表明:等效分析法可以近似分析带有传送带的矩形...     

高精度相位法超声测距系统研究

为了提高超声波测距仪的测量精度,介绍了利用超声波相位差进行测距的原理,提出了一种新颖的利用超声波相位差进行测距的技术。该技术采用单片机完成超声波的产生和发射,利用计数器和相位比较器得出测距结果,并通过实时测量环境温度修正超声波传播速度,提高了该超声波测距系统的精度。完成了该测距检测系统的硬件软件的设计,并进行了详细的理论和实验研究。实验结果表明:提出的设计方法精度高、重复性好、可靠性高,具有较好的应用前景。     

基于卡方检验的SAR图像道路检测算法

为有效解决SAR图像道路检测算法中阈值优化的问题,提出了一种不需要固定阈值的检测方法.该方法由不同阈值组合的Tupin边缘检测算法得到边缘检测结果图集,并逐像素统计得到边缘密度图;引入卡方检验计算边缘密度图与边缘检测结果图集之间的相似性度量参数,优化得到最佳边缘相关等级;根据最佳等级得到最终的道路边缘检测结果.实验结果表明,该方法有较强的开放性与目标适应性,自动化程度高,有很强的工程实用性.     

基于立体视觉的接触式三维测量系统

传统的三维接触式测量方法存在着速度慢、测量范围受限等缺点,而纯粹的非接触式测量方法则存在着特征边缘无法获取的问题。结合两种测量方法,设计了一种新的三维测量系统,该系统采用立体视觉技术对接触式测头的空间位置和姿态进行定位,进而间接计算接触式探针针尖位置来完成空间点的三维坐标测量。实验结果表明:系统测量精度优于0.2 mm,能够应用于工业现场进行复杂工件的典型几何特征检测和模型重构。     

Non-Reflecting Boundary Conditions for Maxwell’s Equations

A new discrete non-reflecting boundary condition for the time-dependent Maxwell equations describing the propagation of an electromagnetic wave in an infinite homogenous lossless rectangular waveguide with perfectly conducting walls is presented. It is derived from a virtual spatial finite difference discretization of the problem on the unbounded domain. Fourier transforms are used to decouple transversal modes. A judicious combination of edge based nodal values permits us to recover a simple structure in the Laplace domain. Using this, it is possible to approximate the convolution in time by a similar fast convolution algorithm as for the standard wave equation.     

基于改进调制结构光的三维形状准确测量方法

针对结构光三维形状测量中投射结构光的相互反射而降低形状测量精度的问题,提出一种改进结构光三维形状测量方法.该方法是利用了直接反射和相互反射之间存在的相位差异,以格雷码为基础设计出新的调制结构光;向被测对象投射一系列调制结构光的正-反投影,并利用摄像机获取与其相对应的结构光条纹图像.通过该条纹图像的亚像素定位方法确定结构光的边缘.实验结果表明,该方法能够准确地分离或消除了相互反射,将提高结构光三维形状测量精度.     

An accuracy study for a class of rectangular isoparametric finite elements

A method is reported whereby accuracy losses, which result from the distortion of rectangular isoparametric elements, are greatly reduced or virtually eliminated. Rectangular elements subjected to either skew or curved edge distortion are considered and accuracy loss is judged by virtue of solving a cantilever beam test problem. A 16-node element with four appropriately placed internal nodes is developed and comparisons between this element and its 12-node precursor are presented. It is demonstrated that the accuracy loss is eliminated in the case of skew distortions and greatly reduced for curved edge distortion without resorting to reduced integration procedures. This development holds promise for the many applications where extremely distorted elements are essential to the problem solution.     

Seminumerical solution for buckling of rectangular plates

A semianalytical, seminumerical method of solution is presented for the governing partial differential equation of rectangular plates subjected to in-plane loads. The basic functions in the y-direction are chosen as the eigenfunctions for straight prismatic beams. The classical method of separation of variables is employed to obtain an ordinary differential equation. The resulting equation is solved by a one-dimensional finite difference technique. The problem is then reduced to a typical eigenvalue problem which on solution yields the buckling coefficient of the plate. The method is applied on plates with different edge conditions and under various loading conditions. The results are compared with those of existing solutions. Results for the case when one loaded edge is fixed and the other simply supported were reported in the literature for the first time.