在切削过程中检测高频振动的测量系统

<正> 早稻田大学理工学部的中泽研究室,研制出一种测量系统,采用主动测量方式,检测切削过程中产生的高频振动.这一系统的原理是:用微音器将切削中的噪声放大,再用微型计算机来解析其信号的周期分量,从而检测出高频振动的发生情况.这个系统的结构如图所示.图中予处理回路,是将微青器测出的噪声信号用AC 放大器放大,只把正的部分输入A/D 转换器.振荡电路产生规定A/D 转换器转换周期的定时脉冲。从而决定数据进行A/D 转换时的读数间隔.A/D 转换器将通过予     

D/A量化对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响分析

光纤陀螺全数字闭环检测方案的最小反馈相移由D/A的位数确定。通过建立全数字闭环光纤陀螺的Sigma-delta模型,从量化噪声的角度分析了D/A位数对数字闭环光纤陀螺测量精度的影响。研究了闭环检测对量化噪声的抑制作用及其对光纤陀螺输出精度的影响。实验结果与理论分析吻合,结果表明:由于闭环系统本身对量化噪声的抑制作用,量化噪声不会成为影响中、低精度光纤陀螺检测系统精度的主要误差源,实际D/A选型过程中可以根据系统对非线性、动态范围的要求结合的理论计算方法对D/A位数进行选取。     

基于CPLD400 MHz的高速数据采集卡设计

应用AD830构成的差动电路提高了系统共模噪声抑制比,扩大了信号动态范围,提高了信号的垂直线性;异步并行A/D转换技术采用200 MHz采样率的A/D转换器件达到了400 MHz实时采样率,实现了高频(20 MHz～50 MHz主频)超声信号的采集;CPLD编程实现了超声信号的滤波、数据压缩、特征量提取等处理,构成了超声时域信号处理的NDT平台.     

在模—数转换中消除非线性的原理分析与应用探讨

本文论述了在A/D转换过程中,消除非线性的方法,提出了“非线性量化方式”,即用改变量化区间宽度的方法。文中还对“非线性双斜式A/D转换”进行了原理分析和估算转换误差,并给出了实用电路。     

基于FPGA的电容数据采集系统的设计

本文介绍了由FPGA、电源电路、电容/电压转换电路、高精度A/D转换电路等模块组成的电容数据采集系统。该系统以FPGA器件EP3C25为核心,基于DDS算法和D/A转换芯片DAC8830产生载波信号用于电容变化信号的调制,选用24位高精度A/D转换芯片进行电容调制信号的数据采集。详细阐述了系统的硬件设计方案和在Quartus II中利用Verilog HDL语言实现DDS算法和AD7767 A/D采样控制的软件设计方法。实际运行结果表明,该系统能对电容变化进行数据采集,具有精度高及抗干扰性强等优点。     

工业超声显微镜高速信号采集系统的研制

高频检测信号的采集复原决定了工业超声显微镜检测探伤所能达到的精度。文中介绍了一种基于PCI的8位400MHz采样率高速信号采集系统的设计。其应用AD830构成的差动电路提高了系统共模噪声抑制比和信号的垂直线性;异步并行A/D转换技术采用200MHz采样率A/D转换器件,实现400MHz实时采样率;CPLD编程完成了信号滤波、数据压缩等处理,构成了超声时域信号处理NDT平台。采用该系统的工业超声显微镜可实现50MHz以内高频信号的高精度采集还原,从而满足高精度实时检测探伤的需要。     

基于游标原理的A/D转换方法及其应用

为了解决大量程精确测量中对分辨率要求高的问题,研究一种基于游标原理的A/D转换方法.具体方法是将待测模拟信号分为基准大量程主信号和小量程高精度的辅助信号,分别A/D转换后进行合成.利用常规分辨率的A/D转换器、单片机、运算电路可实现基于游标原理的A/D转换系统.将该方法应用于新材料的电阻温度曲线测量,应用结果显示该方法非常适合精确测取被测信号的微小变化量,即使在小信号输入情况下,仍能取得满意的测量效果.分析和实验表明:该方法可将测量器具的不确定度对测量结果的影响大大降低,可以使用常规精度的测量工具完成大量程精确测量;只要系统的灵敏度和稳定性高,被测量与基准量的差值越小,测量结果精度就越高.     

基于PC104的实时质谱仪真空监测系统

文中提出了一种基于PC104的实时质谱仪真空监测系统。该系统主要由高速模拟量采集、PIC32数据滤波处理、实时抗干扰通信机制3项关键技术组成。高速A/D采集芯片对需要监测的外界物理量进行A/D转换后,根据A/D信号随机误差的特点,并兼顾系统的实时性,采用滑动平均滤波算法进行降噪处理。与上位机通信交互过程中,使用抵御通信差错的状态转移机制,保证传输的可靠性。实验结果表明,该系统在具备良好实时性和低功耗的前提下,滤波处理后真空度和温度测量数据的噪声指数分别降低了58.4%和60.2%,满足在恶劣现场环境中进行实时监测的需求。     

单片微型计算机的A/D转换接口技术

本文探讨了用D/A转换器加比较器(OP)的条件下,用软件实现A/D转换的方法,以及用带I2C总线接口的A/D转换芯片PCF8591的A/D转换接口技术.     

用于闪电瞬态电场测量的高速采集系统设计

利用A/D转换芯片AD9057和基于Pockels效应的闪电电场传感器设计了一个闪电瞬态电场测量的高速采集系统,给出了高速采集系统的硬件电路和软件程序设计流程图。该系统主要包括:闪电电场传感、高速A/D转换、数据存储、数据处理。通过对闪电电场高速采集系统的硬件和软件设计,解决了数据采集过程中存在的高速A/D转换的速度与低速智能管理的速度不匹配问题,实现了带宽为0~10MHz的闪电瞬态电场信号采集。     

开关触点接触电阻动态测量方法研究

针对动态条件下开关触点接触电阻测量困难、工业环境下高频噪声和高斯白噪声的影响大等问题,研究了一种谐波分析测量及交流比较相结合的开关触点接触电阻测量方法,并将该方法应用于开关动态测试仪上。采用交流比较法能够有效提高信号的信噪比,消除了零点漂移及温度漂移;采用谐波分析法对接触电阻数据进行处理,能够滤除A/D产生的量化噪声,减小了工业环境下的高频噪声及高斯白噪声对测量的干扰。MATLAB仿真实验获得理想的测量效果。最后在开关动态测试仪上进行了动态实验,从而验证该方法的有效性与科学性。     

基于CEEMD-排列熵的循环策略信号提取方法

针对EEMD阈值降噪处理方法时效性差且噪声难以准确估计问题,提出了基于CEEMD-排列熵的循环策略信号提取方法.原始信号经CEEMD处理,对信号叠加相反白噪声抑制白噪声引起重构误差的同时简化了计算方法,对分解得到的本征模态分量通过计算排列熵确定噪声分量和信号分量,考虑到信号中噪声先验知识未知,在奇异值分解的基础上,建立...     

一种基于杜芬振子的微弱信号检测方法

杜芬振子相变对与参考信号频差较小的周期弱信号具有敏感性,对白噪声和参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力。在此基础上结合Labview和Matlab的接口技术提出了一种能在强噪声环境下检测弱信号的方法,该方法具有很好的信噪比,且在超声波弱信号检测得到了验证,具有良好的检测结果。     

基于奇异值和奇异向量的振动信号降噪方法

针对复杂的转子振动信号中同时存在随机噪声干扰和工频噪声干扰的问题,提出了基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法。首先,对振动信号进行奇异值分解(singular value decomposition,简称SVD),根据奇异值谱确定振动信号有效奇异值阶次;其次,对有效阶次范围内的奇异向量进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,简称FFT),依据幅值谱筛选出对应于工频噪声的奇异向量;最后,利用其余的奇异值和奇异向量进行重构得到降噪的时域信号。通过仿真信号和工程试验信号对该方法进行了验证,结果表明,基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法,不但能有效降低振动信号中的随机噪声干扰,还能有效降低工频噪声干扰,同常用的陷波器方法相比所提出方法具有明显优势。     

利用AD977及CPLD实现高精度高分辨率模数转换

本文在介绍了16位高速串行模数转换器AD977A的功能、特点和工作原理的基础上,使用AD977A和ALTERA公司的CPLD实现了一种简单、实用的模数转换方法,并通过对实验结果的分析,证明了此方法具有高精度、高分辨率和低噪声等特点。     

基于经验模式分解的全息谱故障识别方法

由于实测信号中的一些噪声干扰会影响全息谱对信号分析的准确性,采用经验模式分解(emprical mode decomposition,简称EMD)方法进行信号滤波以提高识别的可靠性.应用EMD对信号分解,并结合互相关系数对内蕴模式分量(intrinsic mode function,简称IMF)进行滤波,在此基础上对信号进行重构,以降低噪声干扰,并对实际测试信号进行有效提纯.最后,对滤波后的转子信号进行全息谱分析,并通过分析实际转子碰摩信号来验证该方法的有效性.     

基于微分干涉相衬的相位分析法研究

通过对微分干涉相衬显微定量测量方法进行研究,提出了一种更有效的相位分析法。即在不对双光束干涉光路进行改造或处理的前提下,通过对光学成像进行处理而得到理想的结果。即把图像中的光强信号转变成相位信号,并通过维纳滤波对噪声进行了消除,最后获得表面微观形貌定量参数。     

基于SG算法的MEMS加速度传感器信号恢复研究

针对信号恢复前期存在局部干扰噪声,导致信号恢复质量较差和恢复速率较慢的问题,提出基于 SG 算法的 MEMS 加速度传感器信号恢复方法.将小波 SG 设定为传感器的预滤波单元,降低白噪声和局部强干扰对信号恢复产生的影响,同时结合 EEMD 抑制模式的特性剔除无利用价值的信号,提取有效的信号.将经过去噪处理信号的时间域平滑特性和空间平滑特性相结合,组建联合图模型.通过联合图模型中传感器信号的关联特性设计迭代恢复算法,最终完成 MEMS 加速度传感器信号恢复.实验结果表明,基于 SG 算法的 MEMS 加速度传感器信号恢复方法,可获取高质量和高效率的信号恢复结果.     

基于可编程模拟器件ispPAC10低频声波声检测电路设计

提出了基于在线可编程模拟器件ispPAC10差动放大及低通滤波电路来完成低频声波信号的采集方法.该方法可有效地降低检测电路的噪声干扰,提高输出信号的信噪比.     

采用余弦调制滤波器组泄漏检信号处理研究

供水管道泄漏检测定位中,定位的不确定度由检测信号的信噪比决定,抑制噪声干扰,提高信噪比,是提高泄漏检测定位精度的关键。在充分分析泄漏信号特征的基础上,提出将改进的余弦调制滤波器组用于泄漏检测信号的噪声抑制。该方法利用分析滤波器组将信号分解为若干个带宽相同的子带信号,然后选择有效子带,再通过综合滤波器组将有效子带信号合成。该方法是一种不需要泄漏信号和噪声先验知识的自适应信号处理方法,能够有效抑制噪声,由于余弦调制滤波器分解的特性,即使泄漏信号处于不同频率段时,噪声抑制效果基本相同,处理后信噪比较处理前平均提高8 d B左右。实际工程应用验证表明,该方法去噪处理后的定位结果优于现有各种噪声抑制/信号增强方法的结果。