一种嵌入式虚拟动态信号分析仪的设计

为了实现为远程化控制的光电跟踪系统设计提供抗恶劣环境的设计工具,设计了一种嵌入式虚拟动态信号分析仪。对该系统采用的系统辨识等算法进行研究。基于某型号光电跟踪系统平台,结合虚拟仪器概念和嵌入式技术,建立了嵌入式虚拟动态信号分析仪的系统架构,设计了仪器系统架构中各层软件。利用该仪器测试了实际运行中的某光电跟踪系统速度回路和电流回路,实验结果表明光电跟踪系统满足设计要求,电流回路带宽为266.05Hz,速度回路带宽为20.3Hz,虚拟仪器具有较好的精确度和实用性。满足了光电跟踪系统设计工具准确、方便、快捷等要求,提高光电跟踪系统设计水平和设计效率。     

基于ARM芯片与数据采集模块的过滤材料完整性测试仪

基于泡点法设计并搭建了一款完整性测试仪,用于检测过滤材料的工作可靠性。详细阐述了完整性测试方法与测试系统的软、硬件设计方案。以ARM嵌入式系统芯片和数据采集模块组成测试仪器硬件系统,通过采集压力传感器和流量计的检测信号,对过滤材料的完整性参数进行自动检测。系统具有打印和保存测试数据的功能,且工作稳定可靠,满足对过滤材料完整性参数测试的要求。     

多通道舵机测试系统的设计与实现

为满足舵机批量生产过程中的测试需求,该文设计了一款24通道舵机测试系统,主要用于在力学、温度等环境条件下对舵机进行性能测试。该测试系统由硬件和软件组成,具有多种测试激励信号给定、舵机工作状态监测、动态曲线绘制、状态参数分析及判读等功能,极大提高了舵机测试的准确性和工作效率。该系统已投入使用,测试效果良好,达到了设计要求。     

激波测试仪

本文介绍研制的一种与激波管配套的测试仪器，用于对压电传感器进行动态校准。本测试仪器可以输入电荷信号和电压信号，因此也可以单独使用，用来测量电荷信号或电压信号的时间间隔。     

感应类微弱信号放大电路设计

针对电缆感应类测井仪器电磁波测量信号动态量级大,低频长源距信号微弱,实时内零内刻,多通道切换等要求,设计了以单片机为核心的低噪声放大及采集电路,针对不同频率、不同幅度的原始测量信号和刻度信号进行高精度采样测量,针对短期噪声信号进行实时刻度量化,并针高动态范围信号刻度设计了分压刻度电路,满足实际设计需求,经实井测试,取得合格测井解释资料。     

桥梁线形测量系统研究与实现

针对大跨度桥梁健康监测中的桥梁纵断面线形测量需求,设计了一种适合室外工作环境的高精度倾角测量系统。该系统通过倾角传感器对桥梁倾角进行差分测量,微控制器对倾角信号进行过采样,并对测量数据进行零点校正、温度补偿等处理,对通信接口电路进行抗雷击设计。通过测试比对,该桥梁线形测量系统具有精度高、抗干扰能力强、性价比高等特点,能满足实际桥梁线形测量需求。     

电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研究

介绍了电涡流法测量位移的基本原理和性能,设计了静态校正系统,对电涡流位移传感器进行了静态特性测试,并对不同测试材料的输出特性进行了试验对比。用设计的动态测试平台模拟涡旋压缩机中形成轴向间隙的动静盘间的实际运动情况,利用基于虚拟仪器技术的数据采集系统记录数据波形。试验结果表明,电涡流位移传感器静态和动态性能好、灵敏度高、输出信号强,能满足涡旋压缩机轴向间隙小位移量的测量要求,输出波形信号频率能精确反映压缩机的转速变化情况。指出了传感器用于涡旋压缩机实际测量时的安装要点。     

一种大动态范围数字式智能微伏表的设计

本文提出一种用于测量大动态范围变化的弱信号的方法,经实际测试,取得了满意的效果。该方法采用以增益可控部件为核心的步进式数字自动增益控制电路,对信号进行大范围动态压缩;利用８０Ｃ３１微处理机对信号进行实时处理,使系统完成实时显示、故障自检和过载自动报警等功能。它既可作为大动态范围数字式微伏表,又可作为多通道大动态范围低噪声放大器使用。本文主要介绍了系统的基本工作原理、系统的硬件结构及主要软件流程。     

基于FPGA的多类型混合信号采集存储系统设计

动态测试领域当中,常常需要测控系统同时完成多类非电量信号以及多类数字信号的测量。为满足这一要求,提出了基于FPGA的多类型混合信号采集存储系统的设计。该系统以FPGA作为中央逻辑控制单元,实现多类型传感器信号的测量、滤波、A/D转换,以及多路电量信号、RS-422信号、CML标准的图像信号等的采集与存储。经试验验证,该系统性能稳定,数据存储可靠,满足实际测试要求。     

井下动液面深度测量系统的设计与实现北大核心CSCD

井下动液面深度是掌握地层动态和确定采注方案的重要依据,对油井的安全生产至关重要。针对传统的井下动液面深度检测仪存在检测精度低、设备自检难以及人机交互差等3种问题,研制了一种基于声波测距法的新型智能化井下动液面深度测量系统。考虑到井下回波信号弱、噪声干扰大的问题,采用巴特沃斯二阶低通滤波器与24位高精度ADC相结合的模数转换电路,实现了声波信号采集的低噪声与高精度;针对仪器自检难题,提出了一种可存储式井下声波信号模拟器设计方案;为了提升人机交互体验,新增了语音交互技术,便于用户操作并了解仪器当前工作状态。经实验测试,该系统噪声均方根值小于5μV、采集电路信噪比约为108.6 dB。在实际油井深度测试中,与对标仪器的绝对误差在0.7 m以内,测试结果表明该系统能够满足油田的现场生产需求,为井下动液面深度检测提供了新的解决方案。     

微速差双转子系统振动信号分离法研究

为了有效地对旋转机械进行现场动平衡，降低机器异常振动，需要准确得到不平衡量大小和相位。采用常规的解“拍”方法分离具有内外双转子系统的振动信号是十分困难的，尤其是转子间存在微小速差的情况。研究采用基准信号作触发，分别对内外转子进行同步采样，提出了一种不用解“拍”就可直接获取各转子振幅和相位的信号分离法。结合DSP技术，该方法成功地应用于双校正面双转子系统的现场整机动平衡。     

多通道虚拟动态测试分析系统的设计

以LabVIEW作为开发平台，设计开发了多通道虚拟动态测试分析系统。给出了系统软、硬件组成及系统功能，详细介绍了系统设计中的关键技术。系统集成了示波器、信号发生器、FFT分析仪以及数字磁带记录仪等功能，能广泛应用于航空、航天、机械、土木、车辆、化工等领域。试验结果表明，系统运行良好，能够满足动态测试领域的要求，是一套性价比高、功能强大的分析系统。     

杆式风洞应变天平动态实验、建模与补偿

杆式应变天平是一种6维力传感器,在风洞实验中测量飞行器模型所受的各个方向的力和力矩.但是,其动态响应的超调量大,调节时间长,即动态性能差,无法满足动态测试的要求.为此,设计了应变天平动态标定装置,进行动态标定实验;基于实验数据建立应变天平的动态数学模型,给出性能指标;研制基于DSP的动态校正系统,实现对应变天平6路输出信号的动态补偿,以加快应变天平的动态响应.所建的模型和所研制的系统得到实验结果的验证.     

用于液滴分析的程控微量供液系统的设计

为了保证液滴分析在液滴的准平衡状态下进行 ,提出了一套由计算机软件控制、单步进电机及其细分驱动器驱动的精密微量供液系统 ,它能够提供流量极小且流速稳定的液流。通过特殊设计的机械结构 ,包括阶跃半径拨盘和内置沟槽的连杆等 ,实现一个步进电机在时序上错开分别驱动传动部分和切换阀部分。光电传感器用于解决可能出现的丢步问题。平均值滤波用于剔除测量过程中各种扰动因素对信号造成的高频噪声。     

发动机传感器信号的应用与研究

电喷发动机传感器参数信号的变化直接决定其工作情况是否正常,本文针对1JZ—GE发动机对其传感器进行功能对比测试研究,实时监控发动机传感器参数信号,通过其曲线分析汽车发动机的工作性能,满足理论教学和实训教学的需要。     

基于基金会现场总线高速以太网的软PLC设备的研制

基金会现场总线（FF）对离散信号的处理能力不强，需要在其上集成PLC以弥补其不足。为此，研制了基于基金会现场总线高速以太网（FF HSE）的软PLC设备。阐明了该设备的系统组成、工作原理、开发系统和目标系统的设计与实现方法。提出了一种新颖的设计方案：在软PLC目标系统中采用2个嵌入式控制器分别实现系统的通信与控制功能。用于通信功能的嵌入式控制器把软PLC的分散控制功能集成到了基金会现场总线上。实验结果表明，设备对高速离散信号的处理能力强，能够无缝地集成于FFHSE上，有效地增强了FF现场总线控制系统对离散信号的处理能力。     

Adaptive multiwavelets via two-scale similarity transforms for rotating machinery fault diagnosis

Fault diagnosis of rotating machinery is very important and critical to avoid serious accidents. However, the complex and non-stationary vibration signals with a large amount of noise make the fault detection to be challenging, especially at the early stage. Based on the inner product principle, fault detection using wavelet transforms is to match fault features most correlative to basis functions, and its effectiveness is determined by the construction and choice of wavelet basis function. In this paper, a new method based on adaptive multiwavelets via two-scale similarity transforms (TSTs) is proposed. Multiwavelets can offer multiple wavelet basis functions and so have the possibility of matching various fault features preferably. TSTs are simple and straightforward methods to design a series of new biorthogonal multiwavelets with some desirable properties. Using TSTs, a changeable and adaptive multiwavelet library is established so as to provide various ascendant multiple basis functions for inner product operation. By the rule of kurtosis maximization principle, optimal multiwavelets most similar to the fault features of a given signal are searched for. The applications to a rolling bearing of outer-race fault and a flue gas turbine unit of rub-impact fault show that the proposed method is an effective approach to detecting the impulse feature components hidden in vibration signals and performs well for rotating machinery fault diagnosis.     

SOI器件高温环境实验智能控制系统

本文介绍了基于总线集成控制技术设计的SOI器件高温环境实验装置的智能控制系统。该系统集信号检测、实时全程监控、自动记录及故障报警等功能于一体，完全满足SOI器件对高温环境实验的要求。实验表明，经过该系统测试后的产品性能，在可靠性、精确度和工作效率等方面，比现有人工定时定机监测方式有明显的改善和提高。     

离心式压缩机旋转失速的故障机理研究

介绍了离心式压缩机旋转失速的故障机理及故障特征，充分利用升降速三维功率谱阵等数字信号处理方法对现场拾取的轴位移信号及振动加速度信号等有用信息进行了分析，根据测试结果，对某公司的DH－80离心式压缩机旋转失速的故障现象进行了诊断，实践证明，诊断结果是正确的，保证了机组的安全，连续运行。     

基于原子力显微镜的微纳结构力学测试系统

原子力显微镜是微纳米尺度科学研究中的一个精密仪器,从原理和应用,设备的软件、硬件的扩展都具有很大的发展空间.随微纳机电系统的应用,非常迫切需要开发基于原子力显微镜的力学相关测试系统.在此情况下,着重开发部分相关力学测试软件和系统硬件的扩展.基于原子力显微镜中的一个最基本的力-位移曲线功能,开发力学测试软件,实施单点、多点的力曲线测量,疲劳度测量和单线扫描四个测试功能,系统在硬件上增添微动平台,具有较大的横向位移,保证微纳结构尺寸的测试.相关测试表明,该软件具有较好的一致性和使用性,能方便地进行力学量的提取.