大气参数廓线测量系统的设计与实现

在激光工程以及天文台选址中,需要对大气湍流以及风、温度和气压等大气参数廓线作深入定量的研究.本文以激光大气传输理论的研究为背景,针对大气中的风、湍流廓线测量方面存在的测量精度问题,对大气参数廓线测量系统的工作原理以及大气湍流测量原理进行了研究并设计出这一系统的实现方案.实验结果表明该系统的可靠性高且易于控制,并且具有较高的灵敏度和测量精度,有较好的实用价值.     

可预置超声波测距测温控制器

超声波数字测距是通过超声波发射波,被测物体的反射回波的时差来测量被测距离的,是一种非接触式测量仪器。超声波在大气中的传波速度与温度有关,如0摄氏度时每秒为331.36米,20摄氏度时每秒为343.38米,为此,该测距测温控制器采用了温控频率振荡器IC3,把随环境温度变化的频率信号送入IC1进行采样,IC1读取外界温度变化的数值后进行内部运算,并校正各种环境温度下测距的误差值,利用该功能方便地实现了测温显示。     

超声波测量气体温度的研究

测量封闭装置(如活塞式发动机)中燃烧气体的瞬时温度是极困难的,其主要原因是被测气体温度变化极快,而且温度较高;传统的被广泛应用于温度测量的热电偶或电阻温度计,又因其探头热容量大、热能损失大以及反应速度慢而不能用于类似的精确测温.本文之所以选用超声波测温,主要是因超声波频率高,在测量中可避免混入噪声,使测量精度大大提高.而且超声波的指向性好,可使声波的干扰和反射最小,达到精确测量的要求.1 测温原理     

单片机控制的超声波测距测温仪

数字测距是利用超声波发射,通过被测物体的反射回波来测量距离的,是一种非接触式测量仪器。因超声波在大气中的传波速度与温度有关,该仪器采用了温控频率振荡器,把信号送入IC1进行采样,读取外界温度变化的数值后进行内部运算,并校正各种环境温度下测距的误差值,利用该功能方便地实现了测温显     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

低功耗超声波风向风速传感器设计

介绍了超声波时差法风速测量的基本原理,以及基于CPLD+MSP430低功耗测量风向风速传感器的实现方法.设计了超声波发射驱动和部分接收电路,分析计算了二阶有源巴特沃斯带通滤波器.提出了采用峰值包络检波识别超声波到达时刻,以及CPLD高速计数的方法,实现高精度测量方法,并且详细叙述了超声波测风的实现过程.实验结果验证系统具有精度高、功耗低等特点和推广应用价值.     

高精度分体式超声波温度测量仪研究

传统的温度测量仪在较宽的测量范围内无法保证稳定的高精度测量,针对此种不足,设计了一种高精度分体式多声道超声波温度测量仪.该温度测量仪利用超声波测温技术,以被测物体作为传播媒介,在传播距离确定的条件下,通过测得超声波在介质中的传播时间间接测得介质的温度.分体式多声道的结构设计使温度测量准确有效,同时降低了传感器材质在耐高温、耐腐蚀方面的限制要求.基于FPGA的快速处理电路以及细分插补算法,使传播时间的测量分辨率优于纳秒级,确保实现分辨率优于0.001℃的高精度温度测量.     

无人机测风技术研究

随着航空、大气探测以及微电子技术的发展和应用,无人机测风技术日益成为无人机应用的一项重点研究内容。介绍了目前常用的无人机测风方法,如水平空速归零法、解析测风方法、航位推算法以及皮托-静压管测风法等,阐述了各种高空风风速测量原理以及各自优缺点,指出皮托-静压管测风法更适合复杂环境下实时探测,具有良好的应用前景,同时分析了皮托-静压管测风法的关键技术,以达到提高无人机风场测量精度的目的。     

三维超声波测风仪原理与应用

超声波测风是超声波检测技术在气体介质中的一种新的应用。文章描述了三维超声波测风仪较之传统二维测风仪的优点,给出了超声波测风的原理并对其中的直接时差测风法作了详细介绍,最后给出了几种典型的三维超声波测风仪的应用领域。     

航空发动机高温测试技术的研究进展

温度测试对于航空发动机设计与研制有极其重要的意义.航空发动机高温测试技术主要应用于热端部件高温燃气与壁面温度的测量,对于发动机燃气涡轮设计和了解燃烧室中的燃烧过程具有重要意义.主要介绍了热电偶测温、示温漆测温、红外光谱测温、晶体测温、蓝宝石光纤测温、超声波测温等目前航空发动机高温测试的方法及特点,对航空发动机高温测量方法的应用现状进行了分析,并对航空发动机高温测试技术的发展趋势进行了预测.     

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。     

智能干湿球相对湿度传感器的设计

针对现有智能干湿球法测湿传感器影响因素考虑不够全面、功能设计不够灵活等问题,在精确界定测湿系数和风速、环境温度的基础上,提出了一种新的智能干湿球相对湿度传感器的设计方案。从误差控制角度选择该传感器合适的组成器件,并对干湿球温度和大气压进行高精度测量,同时将新型智能干湿球湿度传感器的测量范围扩展到0～80℃。理论分析表明,该传感器的温度稳定判别和容差等功能设置加强了智能干湿球湿度传感器的可操作性,其扩展不确定度高于现有水平。     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统.提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法.在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件.实验结果验证了本系统具有精度高的优点.     

车辆防碰预警系统的设计

介绍了一种以ATmega16单片机为控制核心的车辆防碰预警系统,提出了解决收发一体式超声波测距电路难题的新方法;由于温度对超声波波速的影响,增加了温度补偿电路来消除误差;设计的自动增益控制(AGC)电路,有效地解决了回波信号过于微弱而导致系统测量误差加大的难题;在此基础上,设计了相应的超声波测距系统的软件;对系统进行了测试,如主要试验参数:灵敏度、测距、频率等;并将所测数据与实际数据进行了对比;结果表明,该预警系统具有较高的测量精度。     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统。提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法。在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件。实验结果验证了本系统具有精度高的优点。     

超声波传感技术的矿用多通道智能风速风向仪

针对国内矿井现阶段测风仪器产品测量精准度易受井下潮湿、多尘等复杂条件的影响,提出了一种矿用智能多通道风速风向仪.软件采用多平台分模块设计,利用多段拟合进行测量参数误差修正,将超声波传感器、干湿温度传感器、压力传感器、信号转换电路等集成在风速风向仪手持终端上,实现了风速、风向等待测环境参数的多通道快速精准测量与参数自主校准.通过在测试环境下与传统机械风表的对比测试,结果表明:平均测试误差仅为2.47%,测风效果与稳定性明显高于传统机械风表.     

煤矿用超声波式风速风向传感器设计

为了监测煤矿瓦斯突出事故导致的瓦斯逆流情况,应用超声波时差法原理设计了煤矿用超声波式风速风向传感器。该传感器利用超声波发射、接收的时差与风速、风向的关系,经过运算得到被测风向和风速。测试结果表明,该传感器稳定性强,测量精度高,风速测量范围为0.4~15m/s,误差不超过0.3m/s,风向测量范围为0~360°,误差不超过3°。     

基于各向异性磁传感器的车辆检测技术

提出了一种采用各向异性磁阻传感器（AMR）进行车辆检测的方法,该方法具有不受温度、风雨等自然条件影响的优点.文章给出了实际测量电路,进行地球弱磁场下车辆检测试验.实验数据表明AMR传感器应用在停车场车位检测等领域具有一定的优势.     

激光测速雷达的性能对比分析

激光测速雷达较传统大气数据系统在测量精度方面有显著的优势。为了能够在稳定流场下实现对比测试,将激光测速雷达和高精度超声波风速风向仪一同放置于风塔200 m高度进行长时间对比。以10 min、1 min、1 s、0.1 s为尺度对两者测量的真空速(风速)和侧滑角(风向)进行分析。数据表明激光测速雷达的测量精度和超声波风速风向仪(速度精度0.18 m/s、风向2°)是同级别的。