重离子加速器相幅稳定系统的恒温子系统设计

文章主要阐述了重离子加速器相幅稳定系统的恒温子系统的硬件设计。首先介绍恒温子系统的组成与工作原理;其次介绍硬件电路设计及相关器件选型,包括热电制冷片的选择、温度传感器的选择、核心控制芯片的选择、风扇检测与控制电路的设计及相关器件选择、电流和电压的检测电路的设计及相关器件选择和功率放大电路的设计;最后论述了恒温子系统的试验测试结果及其分析等。     

一种鱼眼镜头成像立体视觉系统的标定方法

鱼眼镜头成像立体视觉系统在微小型机器人视觉导航和近距离大视场物体识别与定位中有着广泛的应用 .尽管鱼眼镜头摄像机具有很大的视场角 (接近 180°) ,但同时也引入严重的图像变形 ,常规的摄像机标定方法无法使用 .该文提出一种标定鱼眼镜头摄像机立体视觉系统的方法 .在鱼眼镜头变形模型的基础上 ,通过考虑鱼眼镜头成像的径向变形、偏心变形和薄棱镜变形 ,建立了鱼眼镜头成像的精确成像模型 ;然后 ,利用非线性迭代算法 ,精确求解摄像机外部参数、内部参数 .实验表明 ,使用该方法得到的立体视觉系统参数满足精确恢复大场景稠密深度图的要求 .     

天空散射光偏振成像噪声建模与分析

仿生偏振导航是近年来兴起的一种新原理导航方式,对天空光进行成像可以获得更为丰富的天空散射光的偏振信息以及分布特征,有利于提高偏振导航传感器的精度和抗干扰能力.根据现有的Stokes参量测量偏振光的原理以及成像装置的噪声模型,对基于Stokes参量法的偏振角度测量噪声进行了建模,并根据模型进行了仿真分析.仿真结果表明:提高相机的信噪比(SNR)能够显著提高偏振成像的质量,当相机的SNR大于44 dB时,天空偏振角度的测量标准差将优于1°/像素;得到了0°,60°,120°和0°,45°,90°检偏器分布模式下对不同偏振角度的入射光测量噪声的统计分布特征.尽管0°,60°,120°的检偏器布置方案相对于0°,45°,90°的检偏器布置方案有着更大的计算复杂度,但在使用相同信噪比相机的情况下,该布置方案的噪声更小.该结论将对天空偏振光成像装置的构建及其误差分析与补偿技术提供参考.     

基于摆扫反射镜的大视场成像像移模型

为实现大视场技术指标,建立了一种基于摆镜转动的摆扫成像模型;通过对摆扫成像与推扫成像模式的比较,分析得出当横滚角等于摆镜转角的2倍时,摆扫成像能够实现与推扫成像小姿态时相同的视场;经过实验验证,在横滚角为2°、4°、6°、8°、10°时,文章的方法与推扫成像模型像移相对误差在1%以内,偏流角大小相对误差在0.001%以内,两种方法保持了较好的一致性,保证了模型的合理性与正确性;此外,该模型还可以通过实时地控制摆镜的转动来实现穿航方向上的对地的扫描成像,进而实现大视场、宽幅盖对地成像,减小回访周期,提高空间相机对地成像的工作效率。     

预置温度数字化的温度显示与控制装置

介绍了一种以AD5 90为感温元件的数字式温度控制与显示装置。该装置可自动识别控制温度与环境温度的正、负温差 ,以实现制冷和加热 ;温度预置步进精度为 0 .0 98°C ,可完成高精度控制     

无电阻带隙基准电压源

本文提出了一种无需使用电阻的带隙基准电压源。采用反函数方法,利用两对成比例的源耦差分对产生基准中与温度成正比(PTAT)的电压项。该电路实现了一阶温度补偿,在0.6μmCMOS工艺条件下,电路spectre模拟仿真结果表明,在-45°C～-80°C范围内,输出电压变化低于1mV。电源电压为4V时,功耗为52μW。     

中等精度,宽视场图象识别星敏感器的研制和预先鉴定

研制和试验一个宽视场，中等精度星敏感器光学头的预鉴定样机。该敏感器３０°×４０°视场内的精度为０．０６°。在至少１０年寿命期间内，其设计目标是能探测ｍｖｉｓ≤＋２．５亮度的星，该敏感器是为地球同步轨道通信飞行任务设计的，但也适用于其它轨道（如大偏心率轨道，低地球轨道）的飞行任务，敏感头研制的主要设计要求是适应性强和合成本低，该敏感头采用ＭＰＰＣＣＤ工艺和被动热控制技术，无需热电致冷器，本文报导该敏     

红外焦平面阵列传感器中带隙基准源的设计

本文提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制（Power Supply Rejection,PSR）特性;最后通过四个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5um BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5V,-40°C到125°C温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13.11ppm/°C和31.18ppm/°C,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

基于单片机的智能恒温储物柜设计

针对传统储物柜不具备恒温储藏功能的问题，设计一款智能恒温储物柜。该储物柜根据设定的阈值实现自动加热或制冷，达到恒温控制的目的。AT89C51单片机根据DS18B20温度传感器采集的实时温度信息，控制加热片或制冷风扇进行工作。同时，利用LCD1602液晶显示模块显示当前储物柜内的温度数据和设置的阈值范围，当储物柜内的实时温度超过阈值时声光报警。     

基于物联网的热电制冷冷藏快递柜的设计研究

本文介绍了一种全新的半导体热电制冷冷藏快递柜,热电制冷冷藏柜件没有机械运动部分,无噪声、震动、工作可靠性高。尤其是它不需要制冷工质,消除了冷藏柜制冷工质危害人体和污染环境的可能。该类储物柜体积小重量轻,容易满足分散和小型化的要求。为了适应商品保温温度需求的个性化定制,创造性地将物联网技术应用于热电制冷冷藏储物柜。     

基于TEC的小型快速高精度恒温系统设计

为研究半导体器件的瞬态热学特性,研制了基于半导体加热制冷片(TEC)的小型快速高精度恒温系统;论述了基于STM32F103RBT6的加热制冷恒温系统设计,系统以微控制器STM32F103RBT6,恒温驱动电路,TEC和温度采集电路为硬件,用数字PID(proportion integration differentiation)算法实时调整输出脉宽调制信号PWM(pulse-width modulation),直到温度在预设精度范围内,从而实现恒温控制;系统采用H桥电路实现快速加热制冷,恒温驱动电路采用无源滤波器和有源滤波器构成的混合滤波器大大降低了电流纹波,提高了系统控温精度;实验结果表明,恒温系统工作稳定可靠,控制精度高,可快速加热制冷,在微小型恒温系统研制方面有一定的实用和推广价值。     

电子设备冷却中热电制冷的设计与应用

大适当的应用条件下,热电制冷是一种有效的电子设备冷却方法,经济性是热电制冷器设计与使用的核心问题,本文分析了制冷量对热电制冷设计和控制的影响,给出了一种提高制冷器运行经济性的控制方法。     

一种基于单目视觉的微型无人机姿态算法

针对无人机在连续飞行过程中的姿态求取问题,提出一种基于单目视觉的微型无人机姿态算法。基于无人机摄像机获得序列图像,利用图像尺度不变特性变换获取特征点信息,结合对极几何约束关系,运用随机采样一致性原理求解载体位姿变换信息,从而获得载体的导航信息。实验结果表明,通过单目序列图像获得的姿态角度变化精度优于0.1°,在180°旋转情况下的误差累加值小于1°。     

一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法

鱼眼相机由于其超宽的视场范围（Field of view,FOV）（可以达到180°以上）,得到越来越广泛的应用. 常规的基于小孔成像模型的相机矫正与标定算法在超宽视场的鱼眼成像系统中已经不太适用,为了兼顾小孔模型的特点,本文提出了一种扩展小孔成像模型的鱼眼相机矫正与标定方法. 此方法是对小孔成像模型的进一步拓展,不仅具备小孔模型实现简单、适合人眼视觉效果以及相机标定方便等优点,同时将小孔成像模型适用的视场范围扩展到超宽视场领域. 其基本思路是:在利用小孔成像模型对鱼眼相机90°左右视场范围进行矫正与标定的基础上,使用非等间距的点阵模板,并结合直线拟合以及自然邻点插值算法,扩展小孔模型适用的视场范围. 本文使用鱼眼相机从不同的角度拍摄多幅模板图,完成鱼眼相机的矫正与标定. 通过求取的小孔成像模型参数实现相机的标定;对鱼眼相机拍摄的实际场景图进行畸变矫正测试,结果表明此方法能够很好地矫正鱼眼相机存在的畸变,得到符合人眼视觉效果的矫正图;单幅矫正图视场范围达到130°,结合不同角度拍摄的多幅模板图,可把矫正的视场范围扩展到180°.     

基于单片机的电容式角位移测量系统

介绍一种电容式角位移测量系统,它以电容传感器作为敏感元件,以89C51单片微机为控制核心。详细分析了电容式角位移传感器的结构、特点及工作原理,叙述了该系统的硬件框图及软件流程图,实验结果表明:在0°~90°测量范围内,系统的测量精度可以达到±0.05°。     

摄像机图像序列的全景图拼接

全景图是虚拟现实和计算机视觉中一种重要的场景表示方法 .通常获得高质量的全景图需要使用昂贵的专用设备 ,而且拍摄时需要精确地校准摄像机 .从普通摄像机图像拼接是获得全景图的一种低成本而且比较灵活的方法 .文中提出一种新的摄像机图像拼接算法 ,利用摄像机绕垂直轴旋转 36 0°依次拍摄的照片序列 ,拼接圆柱面全景图 .该算法不要求校准摄像机 ,对相邻帧之间摄像机的转角也没有严格的限制 ,而且不受帧间光照强度剧烈变化的影响 .从实验结果看 ,该算法获得了理想的拼接效果     

电源也玩半导体散热——多彩ICE CUBE-550极冻电源

最近多彩新推出了一款极冻电源，定位于多彩精品系列．额定功率达到了550W，双路＋12V输出可以分别达到17A．并具备过压、欠压、过功率、过温度、短路等多重保护功能。和其它电源不同的是，多彩极冻电源采用了一块半导体制冷片．是国内首款采用半导体制冷片进行散热的电源产品。     

无胶化封装的光纤Bragg光栅高温应变传感器及其特性研究

本文提出了一种全新的具有极好温度自校正能力的光纤Bragg光栅高温应变传感器结构,并提供一种新的封装方式能够实现在250°C高温环境下应变的高精度测量并且具有极好的稳定性和重复性,可应用于250°C左右的环境下大型机械等接触式高精度应变测量,另外该结构简单能够实现量产,对高温环境下的工程应用具有很好的实用价值。我们通过实验获得传感器在250°C左右的应变测量灵敏度约为372.6pm/N,线性度为R2=0.9992。     

反射折射几何元统一成像及标定性讨论

基于圆的摄像机标定有着无可比拟的优势,然而由于反射折射摄像机存在大畸变,在该摄像机下对这一问题的研究还很不透彻且存在很多困难.文中研究了圆在反射折射摄像机下的像,并在此基础上统一了几何元的成像理论,为基于圆的反射折射摄像机标定方法奠定了理论基础.首先证明了圆在反射折射摄像机下的像为四次曲线;之后根据圆的大小或所在位置的不同,发现此四次曲线可约化为点、直线及球在反射折射摄像机下的像,这与已有的结论是等价的,从而统一了几何元在反射折射摄像机下的成像理论;并在该统一成像理论下讨论了不同几何元在反射折射摄像机标定方面的应用.最后通过模拟实验验证了一种基于圆的抛物反射折射摄像机的标定结果.     

基于TEC和PID的恒温控制系统

量热法可用于表征放射性核素衰变热功率;基于热平衡模式的量热系统,测量过程对测试环境波动较为敏感,测量精度受环境温度影响较大,因而对环境温度稳定性要求较高;为向量热系统提供稳定的恒温测试环境,基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台,以半导体制冷器(TEC)为制冷元件、Pt100型铂电阻温度传感器为测温元件、高精度数字源表作为电源、高精度数字多功能表为温度测量仪表,基于网络通讯,采用比例-积分-微分(PID)控制策略,设计开发了量热计恒温控制系统;开发完成的系统软件可实现仪表通讯、数据采集与显示、恒温控制、数据分析与存储功能;以量热系统恒温层结构材料铝锭为对象进行了恒温效果测试,测试时长48 h,远高于量热系统单位测量周期;结果显示,该恒温系统可获得±0.2℃的控温精度,满足量热测试对系统环境温度稳定性的要求。