基于C8051 F340的自整角机轴角信息采集板卡设计

设计了一种由C8051F340单片机控制的自整角机/旋转变压器轴角信息采集板卡.该采集板卡能将自整角机/旋转变压器的轴角位置信号、角速度信号准确记录并保存下来.上位机可通过USB或RS485通信接口直接读取数据.该采集板卡硬件系统组成简单,扩展了通信接口,满足测量精度,降低了系统开发成本,而且提高了系统的可靠性.     

基于单片机的自整角机数字转换器的研制

自整角机是一种用于角度测量的微型电机,其可输出包含角度信息的四路模拟信号,为了便于信息处理,需要将这些模拟信号数字化。本文针对现有国内外数字化转换技术存在的各种问题,介绍了一种以单片机为控制和处理核心的自整角机信号数字化方案。该方案主要包括硬件电路设计和系统程序设计,硬件电路包括:A/D转换模块、单片机模块、系统接口模块。系统程序包括:系统初始化、A/D转换时序控制、数值计算和数据输出。与现有技术相比,本方案电路简单,加工方便,精度高。     

自整角机／旋转变压器测角传感器的信息处理

浊角传感器自整角机（或称同步器）和旋转变压器（或称解算器）已广泛用于数控机床、机器人和军事装备的火控等控制系统中，在这些系统中除用于测角直接显示外，更多的是用于输入微处理机对输出轴角进行控制，为此需要将自整角机和旋转变压器输出的正、余弦交流信号变换成微处理机能接受数字信号；或将表征角度的数字信号变换成自整角机或旋转变压器能接受的正、余弦交流信号。下面简单介绍自整角机和旋转变压器测角控制过程的信息处     

一种基于CORDIC算法的自整角机信号解码研究

自整角机是一种用于角度测量的微型电机,其输出包含角度的模拟信号经过简单处理和A/D变换后再通过CORDI算法解码。CODIC算法具有精度灵活可调、运算速度快、硬件实现简单等优点;通过对CORDC算法角度及对自整角机输出信号的象限修正,设计了一种基于CORDIC算法流水线技术的自整角机解码算法,并以FPGA为平台进行模拟和仿真,验证其准确性及可行性。     

一种基于FPGA的高速自整角机数字解算方法

自整角机是广泛应用于轴角测量系统中一种非常重要的测量元件,现场可编程逻辑门阵列(FP-GA)技术近几年的发展使得利用硬件描述语言实现信号的快速实时处理成为可能。设计采用Spartan-3系列的XC3S400芯片,根据自整角机输出信号的特点和角度测量原理,利用Verilog HDL语言编程完成控制逻辑和自整角机角信息的解算。应用坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法在FPGA中实现了反正切函数的计算,并引入改进的CORD IC算法以提高运算速度,节省硬件资源。经过测试,达到0.01°的轴角解算精度,角度解算区间达到[-360°,360°],并且,在不同的角度偏移量和不同的轴初始位置情况下都能获得满意的结果。     

基于自整角机的方位角测量系统

介绍了基于自整角机的方位角测量系统的组成结构及原理，针对自整角机的轴角数字转换，提出了分区间正余弦信号相比较编码和双峰采集的方法。系统测试结果表明所采用的方案能够达到较高的准确度。     

电感式传感器测量转换模块的设计

电感式传感器所采用的测量转换电路输出的都是模拟信号,且都需要提供交流激磁信号,使用不方便.提出一种测量转换方法,即由单片机发出方波信号,经滤波放大后得到标准正弦波信号,用于电感式传感器激磁,传感器输出交流信号由隔离电量传感器变为直流信号后,再由单片机直接测量,测量结果以RS-232串口输出.根据该方法设计的电感式传感器测量转换模块具有电路简单、测量精度高和结果便于数字处理等特点.     

模块化轴角-数字转换器及转换系统设计

本文先介绍把同步机(Syn-chro,即自整角机)或分解器(resolve-r,即正余弦旋转变压器)输出的调幅交流信号直接转换成角度数据的模块化转换器的工作原理,然后讨论使用模块化转换器设计轴角-数字转换系统的若干主要问题。     

高精度轴角测量系统

介绍自整角机的基本工作原理以及由粗、精双支路组成的高精度轴角测量系统。文中同时对系统精度和假零点误差也进行了分析。     

交流力矩式自整角机仪表的微机控制方法

利用微机接口输出的直流电信号，经直流放大器放大后直接驱动交流力矩式自整角机仪表工作，是一种新方法。采用这种方法实现微机控制交流力矩式自整角机仪表工作，电路简单，工作可靠，经济实用。     

基于SOPC的高精度超声波温度计设计

根据在介质中超声波的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以基于Nios II处理器软核的可编程系统级芯片(SOPC)为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在SOPC上同时实现了高频信号发生器模块、高速信号电路控制模块、信号自动采集控制模块以及Nios II软核处理器模块,缩小了体积,并降低了成本。传播时间的精确测量采用软件细分插补算法,经过理论分析和实验验证,该方法能够达到ns级超声波传播时间的测量,使设计的超声波温度计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

基于FPGA的高精度频率计

为了满足硬件工程师对高精度和高带宽测频仪器的需求,设计一种基于FPGA的高精度频率计。频率计包括外围的电压跟随电路和串口通信电路以及FPGA上的分频器模块、频率计量模块和串口通信模块,并使用Altera公司的Cyclone Ⅳ芯片作为控制核心。首先待测信号经过电压跟随器的稳压和隔离,然后将稳压信号接入分频器模块,分频器模块会把频率信号以1 kHz为界限分为低频和高频信号,并对低频信号和高频信号分别采用周期测频法和脉冲计数法测频。测量的频率数据可实时通过串口上传至上位机。经过测试,频率计能够实现1 Hz的精度、200 MHz的测频带宽以及多通道检测。     

基于国产计算机的高精度信号采集系统设计

基于国产计算机平台设计了一种高精度信号采集系统,该系统由信号采集调理模块、计算机系统组成。信号采集调理模块主要由校准电路、信号调理电路、AD采样电路、USB接口电路和控制器FPGA组成;计算机系统主要将采集到的数据显示在BIOS界面和以文本形式显示在操作系统下,采集到的数据可作为设备控制的依据。该系统具有精度高、抗干扰能力强、硬件电路简单、人机交互好等优点。     

便携式血氧信号检测装置设计

实现动态环境下血氧饱和度的实时连续检测,研制了一种基于透射式检测原理的血氧饱和度监测装置.采用透射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,低功耗处理芯片MSP430为主控芯片,获取的脉搏波信号经过程序处理之后,通过蓝牙模块无线发送到终端设备.在动态环境下脉搏波信号存在多种干扰,利用了脉搏波信号的上下包络线信息,采用邻值代替法去除奇异点,低通滤波去除高频干扰,形态学滤波去除基线漂移和运动伪差干扰.该装置具有成本低、功耗低、易操作等特点,实验结果表明:所得到的血氧饱和度具有较好精度,能够动态实时地监测.     

机载设备中同步器校准装置的设计

为解决机载设备中同步器的校准问题,确保飞机座舱内重要仪表的精度,提出了由PC机和单片机组成的同步器校准装置的设计方案,包括硬件设计、软件编程。详细介绍了利用VB并口通信技术完成模拟角度信号的输出与测量,利用VB串口通信技术完成PC机对单片机的控制,从而完成功能与通道的切换。该装置精度高、操作简单、方便,极大提高了同步器校准工作的准确性和可靠性。     

声呐信号传输时间测量方法与系统

提出了一种新的高精度测量声呐信号传输时间的方法和系统,该方法利用双GPS精确授时模块实现声呐信号发射和接收同步。测量系统采用声呐接收和发射模块分立结构,接收模块直接接收发射模块的声波信号,通过声呐信号发射和接收的时间差来测定声呐信号的传输时间。这种方法解决了传统测试方法中因障碍物使回波发生畸变而导致的测量误差较大的问题。系统采用C8051F020单片机控制声呐信号的接收,利用可擦写可编程逻辑器件(EPLD)测定信号传输的时间。实验结果表明:系统工作稳定可靠,测量精度高,可以达到5~8μs。     

一种新型位移- 数字转换方法的研究

通过对感应同步器位移测量方法的研究，提出了一种以感应同步器为传感器，将软件与硬件有机结合的位移-数字转换新方法。该方法将位移测量功能合理分配，在硬件设计上采用功能强的大规模集成电路，简化系统结构；对于占用硬件资源多而软件上又易实现的功能则直接由软件实现。研究与应用结果表明：利用该方法所设计的宽度测控系统具有测量精度高、结构简单、适应性强等特点，对位移测控系统具有一定的推广价值。     

线性化器在低温测量中的应用

介绍在低温测量监控中,DCS系统如何利用线性化器对温度信号直接采集和监控的方法,给出了该方法的原理结构图,并给出了在DCS中的组态模块.实验证明该方法硬件连接比较简单,精度较高,反映灵敏,值得在深低温测量中推广使用.     

基于双核PowerPC处理器的高性能计算模块设计

为了提高基于VPX的抗恶劣环境计算机的处理能力,提出了一种基于双核PowerPC处理器的计算模块的设计方法;该方法中包括了基于双核PowerPC处理器的计算模块的主要设计思路和实现过程;在该方法通过采用双核PowerPC处理器提高了计算机性能,采用仿真手段保证了模块高速接口电路设计的信号完整性,采用FPGA实现了模块高速接口的扩展,并使模块接口具备可配置的能力;该方法应经投入应用,在应用过程中取得了良好的效果。     

一种实时校准的光纤Bragg光栅传感器解调系统

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A／D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段寻峰。实验表明：该方案对FBG传感器中心波长位移的最大解调精度为1pm,相对于无实时校准模块方案下的解调精度提高了10倍以上,在应变为1×10^-4的范围内,测量误差小于1.5×10^-6。