三维磁阻式电子罗盘的研制

利用三轴磁阻传感器和两轴倾角传感器研制三维磁阻式电子罗盘.三轴磁阻传感器HMC1043测量地磁场的3个分量,倾角传感器SCA100T测量罗盘的翻滚角和俯仰角,2只传感器的信号经过电路处理后传入单片机中,再通过RS-232接口输入到计算机进行计算处理,计算机终端采用VC编制的界面来显示罗盘的方位角和翻滚、俯仰角.系统采用了低功耗的置位/复位电路来保证磁阻传感器的灵敏度.最终电子罗盘的方位角精度达到0.5°,方位角分辨率达到0.1°.     

微机械气流式倾角传感器的研究

提出了一种能敏感倾角的微机械气流式传感器.采用微机械工艺在硅板上腐蚀出一个深槽,在深槽上设置2个有金属薄膜热敏电阻器的悬臂梁,用半圆球外壳封装成一个密闭腔体形成敏感元件;通过惠斯登电桥提取倾角电压信号;利用单片机和温度传感器构成补偿电路,实现温度补偿和线性度补偿.测试结果表明:测量范围为+30°,分辨率为优于0.1°,...     

具有温度补偿的高精度二维倾角传感器

介绍了一种具有温度补偿的高精度二维倾角传感器。设计了基于STM32的主控与双轴角度信号采集电路、数据通信电路、温度采集电路等模块,开发了一种提高传感器精度与温度补偿算法。实验结果表明:补偿后的倾角传感器满量程误差达到0. 14%,分辨率达到0. 003°,可以满足工业上姿态测量的需求。     

双轴倾角测量系统设计与建模

为提高电解液双轴倾角传感器的线性范围、线性度、零点电压与稳定性等指标,根据Fredericks 0717-4319-99传感器元件的结构特性、温度特性、测量原则设计了一种有针对性的高精度倾角信号采集电路。并根据倾角信号的输出特性做了较为理想的建模处理,其输出特性的模型的线性度可以达到0.49%。通过测试结果表明,在40°的测量范围倾角信号的各项指标有了显著提高。     

液体摆环形电阻式倾角测量仪的设计

随着科技的进步,工业与生活中对倾角测量的需求也越来越多,并且对于各场合适用性的要求越来越大。为了解决适用性、功耗、携带性等问题,本文介绍了一种液体摆环形电阻式倾角测量仪的设计。本设计通过差分电路、运放电路、A/D转化电路与滤波电路,将倾角传感器的倾角转换为数字电压信号送入单片机,再由单片机将数据进行线性处理,最后通过液晶显示器进行显示。试验表明,倾角传感器可以实现良好的倾角与电压的线性关系,同时具有稳定性,测量范围为-10°～10°,精度达±0.1°,并且功耗低至mW。     

姿态参数的模拟解算电路设计与分析

根据姿态传感器输出与姿态参数之间的三角函数关系,设计了一种基于函数发生器的反三角函数电路,以减小模拟反三角函数解算误差,实现对姿态参数的直接解算。利用离散和连续2种方法对所设计电路进行测试,离散测试分析中采用多点拟合对实验数据进行处理,平均角度误差减小为0.11°,最大角度误差减小为2.87°;连续测试中对输入输出信号时域和频域特征进行了分析,测得输出波形的总谐波失真为8.14%。结果表明:解算方案可行,可用于姿态参数的模拟解算。     

基于ADXL345的超低功耗倾角测量仪的设计

该文完成一款基于ADXL345三轴加速度传感器设计的超低功耗倾角测量仪。系统采用Msp430F413作为控制核心,系统包括ADXL345倾角测量电路、段式液晶显示电路等,对其硬件电路和软件进行了完整设计,通过调试测试,该测量仪倾角测量范围0到90度,设计小巧新颖,集成度高。     

反应灵敏度测试仪

这个反应灵敏度测试仪器体积小,测量精度高。可以对运动员、驾驶员等进行反应灵敏度的测试。它的测试精度为百分之一秒,即十毫秒。测量范围为0.01s～1s。测量结果直接由数码管读出,使用简单、方便。反应灵敏度测试仪主要由三块CMOS集成电路构成。其中有两块CD4026。一块CD4013。电路简单,适合初学者自己进行制作。通过制作这个电路,也可以学会使用CD4026和CD4013这两种集成电路。     

随钻测量用微小型惯性测量单元设计

为满足随钻测量仪器在小口径油井、高频振动、强冲击等环境中的应用需求,使用光纤陀螺与石英挠性加速度计作为传感器组件,设计加速度计信号采样电路,小型化导航计算模块采用SOPC＋SDRAM＋FLASH,完成传感器信号采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。惯性测量单元（ IMU）集成了电源模块、传感器组件和导航计算机,最终制作成38 mm的随钻测量仪器。实验结果表明：当井斜角不小于5°时,样机能够达到系统姿态解算精度要求（井斜角误差小于±0.2°,方位角误差小于±2°,工具面角误差小于±0.2°）。     

基于差动电容的高精度倾角测量系统设计

介绍了一种新型的高精度倾角测量系统。采用差动电容式倾角传感器与温度特性好的精密电阻器构成阻容电桥,用文氏振荡电桥作为激励源,用差动放大电路组成阻抗变换和前置放大电路,采用低功耗18位A／D转换器MAX132对模拟电路调理后的直流模拟电压信号进行转换。提出通过在A／D转换器参考电压的电路中接入热敏电阻器的方法实现温度补偿。经过试验验证,该倾角测量系统达到了高分辨率、高稳定性和低功耗的设计要求。     

一种4～20mA电流输出的电容角度传感器

介绍了一种新型的非接触式电容角度传感器,通过电容式信号转换集成电路CAV424和电压／电流转换接口电路AM402,电容角度传感器的角度变换量可以转换为4～20mA标准的工业电流输出。该系统结构简单,能有效的降低干扰和减少测量误差。用曲线拟合法对实验数据进行分析,结果表明：在0°～90°的角度范围内,电流输出与角度变化呈良好的线性关系,灵敏度可达0．18mA／（°）。     

Evaluation of upper-limb body postures based on the effects of back and shoulder flexion angles on subjective discomfort ratings, heart rates and muscle activities

A possible limitation of many ergonomics checklists that evaluate postures is an independent evaluation of each body segment without considering the coordination between body segments and resulting in the under-/over-estimation of body postures. A total of 20 men were selected to evaluate the effects of shoulder and back flexion angles on the upper-limb muscle activities, subjective discomforts and heart rates. Interesting findings were obtained from the coordination between back flexion angles and shoulder flexion angles. At a back flexion angle of 45°, the discomfort and heart rates were the least at a shoulder flexion angle of 45°. The %MVC also showed a similar trend. It could be inferred that the 0° shoulder flexion angle would be a natural posture, when the back flexion angle is 0°, whereas 45° shoulder flexion might be a more natural posture when the back flexion angle is 45°. STATEMENT OF RELEVANCE: This study evaluated the effects of back and shoulder flexion angles on subjective as well as objective measures. The findings of this study considered the coordination between two body flexion angles and could be used to improve the accuracy of existing ergonomics evaluation methods for body postures.     

基于姿态传感器的脊柱形态测量技术

基于X线测量脊柱形态的放射性、不易携带性等特点,设计出基于姿态传感器的非X线的脊柱形态测量技术.分析了姿态传感器的姿态角在人体脊柱测量过程中的转换关系,以及设计出多Cobb角的测量的实现方法.基于姿态传感器的脊柱形态测量设备是通过单片机读取姿态传感器的俯仰角和偏航角后经过算法计算出Cobb角,采用LCD显示采集到的脊柱棘突姿态信息和反映脊柱形态的Cobb角数据.通过实验验证分析基于姿态传感器测量技术的测量误差在±2°内,而且满足可重复测量要求,测量仪的可靠性大于0.8.     

水箱水位控制器的设计与实现

介绍了水箱水位控制中一种新型的实用电路。它是采用数字电路与模拟电路相结合、集成电路与分立元件相结合的方法，通过红外光电传感器将水箱水位的高低信号转换成开关数字信号，然后在控制电路和驱动电路的作用下实现对水箱水位的自动控制和故障报警。该电路具有简单、经济、稳定可靠、容易实现的特点，适用于城镇居民楼房，特别是农村住宅楼房生活用水水箱的水位自动控制。     

3-D磁传感器的电路设计与信号处理

研究具有倾斜传感器的三维方向磁传感器电路设计及信号处理。首先,二维磁传感器HMC1052和一维磁传感器HMC1051Z正交测量地磁场的三个分量,并将其转换为差分电压信号放大输出,电压信号分别被A/D采样存储到单片机中;其次,倾角传感器输出与磁传感器的倾角成正比的脉冲信号,脉冲信号高电平被单片机内部计数器计算出存储在单片机内;最后,单片机通过串口将数据传送到PC机进行处理和显示。文中利用传感器的复位/置位电路有效地提高传感器的灵敏度,同时还对此进行了仿真。此外,通过软件方法消除电桥偏置电压。     

基于自适应LS-SVM的雷达T/R组件热管冷却故障诊断系统设计

传统雷达T/R组件热管冷却故障诊断系统受到表面振动信号干扰,存在诊断精度较差的问题,针对该问题,提出了基于自适应LS-SVM的雷达T/R组件热管冷却故障诊断系统设计。根据雷达T/R组件热管冷却工作原理,设计该故障检测系统的结构和功能,其中系统设备是由数字化收发芯片、VXI总线多DSP并行处理模块、控制电路和故障诊断电路构成的,通过数字化收发芯片,产生相应脉冲压缩雷达信号,采用TMS302VC5409型号芯片设计的DSP并行处理模型,对缺少上拉电阻的中断输入口设置多个引脚,将信号由电缆传送至驱动电路中,达到雷达波束控制目的。采用霍尔元件对电路进行诊断,经过故障样本特征提取,引用自适应加权 LS-SVM,确定故障类型,根据诊断流程,完成故障诊断系统设计。通过实验结果可知,该系统最低诊断精度也可达到92%以上,为雷达稳定运行提供支持。     

LED远场光强分布测试平台设计

提出并设计了以LED作为光源进行远场光强测试的平台,包括光路与电路两大部分,详细描述了远场测量的实现方法、光电转换与信号处理过程、电路设计原理.运用MATLAB进行数据处理,拟合出远场光强分布曲线,分析了距离、辐射角度与光源强度的关系.经测试,在远场空间某一定点的光强值只与光源强度相关,在辐射角内可以直接体现光源稳定性.     

基于MSP430的微电阻测试仪的设计

传统测量微电阻的方法操作繁琐,且引线电阻和触点电阻对测量结果影响较大.本文设计的基于交流恒流源激励的微电阻测试仪由交流激励源、数字移相电路、信号调理电路以及A/D转换与显示电路等四部分组成.微电阻由交流激励源注入交流信号后通过高阻低噪声运算放大器AD620提取响应信号,再经过锁相放大电路测得其真实的响应电压,锁定后的信号克服了内部噪声和外部电磁干扰的影响,能够实现对微小电阻的准确测量.通过对样机的测试和比对标称值,该测试仪工作稳定,具有较高的测量准确度,方便携带和使用.