电压输出型传感器高精度数字转换模块的研制

传感器输出信号的数字采集是工业检测系统数字化的关键技术,通过对各种传感器的分析和研究,采用能适应0～100mV宽动态模拟输入信号范围、24位显示分辨率的数字采集技术,研制出电压输出型传感器高精度数字转换模块.该模块具有功耗低、体积小、可靠性高、使用安装方便的特点,解决了工业现场各种类型传感器输出信号的数字量转换问题,它为企业新产品研发和传统设备数字化改造提供了前端数字信息采集的硬件支持.     

基于CANopen协议的A/D转换模块设计

通过对基于单片机的A/D转换控制模块的设计,成功地将CANopen通信协议应用于系统设计中;A/D转换芯片采用精度为24位的CS5532,对称重传感器输出的毫伏信号进行了高精度转换,并利用LabVIEW软件设计的PC机监控面板实现了对节点的运行校验;这不仅解决了工业现场不同设备间互连困难的问题,而且使该模块具有较强的在线可控性、可扩展性和通用性.     

编码传感器接口装置设计及应用

ROQ425(SSI)是一种新型、高精度位移传感器。介绍了一种基于AT89C51单片机针对该传感器的接口装置，描述了系统组成各个模块的硬件实现，并给出了相应的软件设计方案。该装置可以进行传感器的数据采集和转换、LCD显示、精度变换、数据多功能输出、控制输出、报警和参数设定等操作。     

时栅传感器在数控系统中的应用

数控系统和测量系统是现代数控机床的关键部件。是保证机床高精度的前提条件。介绍了性价比远远高于传统的光栅传感器（在同精度下仪为其1／10）的时栅传感器的工作原理及其输出信号。弗给出了通过将时栅传感器的输出接口转换为光栅传感器系统相同的信号形式。该信号转换接口，具有电路设计简单、价格低廉、实时性好的特点。通过在两门子802C数控系统中的试用，证明了它的可行性，为其能够便捷低成本地应用数控系统提供了实例。     

基于TDC的激光测距传感器飞行时间测量研究

激光测距传感器是通过测量传感器与目标之间激光脉冲往返飞行时间来获取待测距离值的,因此激光飞行时间的测量精度是衡量传感器性能的根本指标.采用一种专用的时间数字转换芯片TDC-GP2设计了高精度时间间隔测量模块,介绍了TDC-GP2的测时原理,给出了软硬件的实现方法.实验结果表明:该模块测量频率快,单脉冲测量精度可达100...     

双轴倾斜角度测量系统设计

为提高双轴倾斜角度测量系统的测量精度和系统线性度,设计了一种由AVR单片机作为处理器的电解液式高精度双轴倾斜度传感器数据采集与处理系统。利用Atmega8系列单片机的PCI口和PC213采集由小角度发生器调节的传感器倾斜角度信息,经过单片机自带的A／D转换模块进行A／D转换,再通过一次平均值滤波处理,最后输出传感器的倾斜角度。实验结果表明：系统能够在±4’范围内以1”的最小分辨率输出仪器倾斜角度数据,灵敏度达到0．2mV／（”）。具有比较好的重复性和线性度。     

发明与专利

一种宽量程高精度电流传感器/电流表申请号:201911057671.0【公开号】CN110702976A【公开日】2020.01.17【分类号】G01R19/25【申请日】2019.11.01【申请人】湖南银河电气有限公司【发明人】徐伟专;庞林【摘要】本发明涉及一种宽量程高精度电流传感器/电流表,包括感应待测电流的电流传感元件,还包括MCU模块和数个信号采样调理模块,该数个信号采样调理模块的A D输入幅值不同,所述数个信号采样调理模块同时采集电流传感元件的二次信号,所述MCU模块对数个信号采样调理模块输出的信号进行处理,并根据不同的输入幅值判断选择合适的模拟量数据输送至信号转换模块,再由该信号转换模块处理后输出数字量信号。本发明通过采样模块配置,可使产品输出信号始终保持在一定幅值范围内,不受外部测量设备量程配置限定。     

基于STC单片机的数控通信直流电源设计

采用STC12C5A60S2单片机,设计了用于通信机房的12-48V可调高精度数控直流电源。主要包括键盘输入,LED显示,PWM波输出,功率输出,A/D转换等模块。该电源采用了10位高精度A/D对输出电压进行采用,实现了闭环控制,具有电压调节方便,精度高等优点,能够满足通信机房对电源电压及精度的要求。     

用于高精度图像传感器的锁相环

为了提高图像传感器的探测精度,给像素中的传输管提供高精度时钟信号,设计了一款可编程式电荷泵锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)模块。该模块使用分频器以输出可调控频率的时钟,增加了复用性;在电荷泵中加入单位增益放大器以消除毛刺,增大了锁相环精度;同时给出了针对整个模块的相位噪声分析。仿真结果表明,当输出200 MHz时钟时,信号的时钟抖动为28 ps,电路工作在1.5 V电压下的功耗<2 mW。该模块已用于一款高精度图像传感器中,在0.11μm CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明其可以实现50 MHz到200 MHz的高精度时钟输出,满足了芯片对于时钟的需求。     

Matlab R2009环境下模拟称重传感器的数字化与性能测试

采用高精度的数字称重传感器是称重测量的发展趋势,本文应用∑-△转换、比率测量、斩波输入、同步50Hz/60Hz抑制、数字信号处理技术设计了一种高精度数字称重传感器,研究了Matlab R2009环境下数字传感器性能和ADC关键技术指标的测试方法,测试结果表明,该数字称重传感器综合精度达到了OIML C6等级,使用和操作也更加方便.     

嵌入式指纹处理模块设计与实现

本文首先阐述了嵌入式指纹处理模块构建的一般方法,在模块中,采用数字信号处理器TMS320VC5402和指纹传感器MBF200实现指纹图像检测、采集及指纹图像的识别。利用外扩的FLASH芯片存储指纹模版和系统的全部程序,利用外扩的SRAM芯片存储指纹图像数据和临时数据,采用CH375芯片扩展模块的USB接口,使模块具有外挂海量存储器和与上位机进行通信的能力。最后在整个硬件模块实现的基础上构建了整个模块的软件框架。     

基于以太网的高精度测试系统设计

针对数字量变换器高精度的测试任务,以FPGA为核心,设计了高精度的数字量变换器测试系统。该系统通过以太网接口芯片W5300与计算机通信,能够输出单帧具有128个波道的高精度同步信号,产生20路频率和脉冲个数均可调的脉冲信号、指令信号以及接收PCM码数据。本系统结构简单、可靠性强、精度高,可以有效地完成对数字量变换器的各项功能测试。     

基于FPGA的弹载数模混合采集存储系统设计

针对弹载试验过程中传感器输出方式的不同,设计了一种基于FPGA的弹载数模混合采集存储系统。系统选用Spartan-II系列的XC2S100作为核心处理器,采用16 bit的高精度A/D转换芯片ADS8365实现模数转换。FPGA控制将传感器输出的数字量和模拟量采集编码后存储到固态存储器FLASH中,最后,为了模拟系统在飞行过程中的状态,将系统放置在三轴位置速率摇摆温控转台上进行验证,试验结果证明,所设计的数模混合采集存储系统正确可靠,具有一定的工程应用价值。     

基于相位检测的声表面波传感器变送电路设计

本文设计了一种利用直接数字频率合成器（DDS）作为频率源,基于相位测量芯片AD8302的气敏传感器测试系统。该测试方法通过获取相同的输出相位差情况下的两次输八频率之差而达到测试目的,整个测试系统自动化程度高,且声表面波SAW谐振器工作于较高的频率,满足了较高精度现场检测的需要。     

基于超宽频距离传感器的移动目标定位系统

介绍了一种基于超宽频的高精度距离传感器P410（PulsON410）,阐明了它的测距与通信模块（RCM）和单基站雷达模块（MRM）的2种测距模式与原理,论述了典型的室内定位系统的原理与相关算法。在三边定位算法的基础上建立了参考节点呈等边三角形排列的定位系统,分别实现了在2种测距模式下单移动目标的定位跟踪。分析了该传感器在基于RCM测距模式下进行定位的定位精度。仿真实验结果表明：在等边三角形内部,定位误差分布呈现规律性,由三边向质心呈逐渐降低趋势,为进一步优化该系统的定位精度提供了依据。     

飞行大气参数测试仪的研制

设计了一款适用于高海拔、宽温域条件的飞行大气参数测试仪.基于PC104和ARM处理器组成的主从式CPU架构,构建了飞行大气参数测试仪的硬件平台,采用高精度硅谐振式压力传感器实现了对气体压力的测量;基于PID与分级误差控制相结合的控制方法,通过PWM驱动的高速电磁阀,实现了对气压的精密控制.     

宽带跳频信号的后验压缩采样技术研究

在对宽频段的非合作跳频信号进行无源定位场合,超高速数模转换（ADC）采样和各种定频信号的分离已经成为瓶颈。根据压缩采样理论,对于在某些表达基上为稀疏的宽频段信号,可以用远低于Nyquist门限的采样率来进行模拟信息转换（AIC）,但是对于有多个定频信号存在的情况,信号重建需要的信息样点数陡然增加,这给分布式传感器系统中的AIC部分的实现带来极大的复杂度。基于子空间投影技术,提出了一种能抑制目标频带内定频干扰信号的跳频信号模拟压缩采样方法,仿真结果表明该方法是可行的。     

应变式传感器的信号隔离及数据重构

采用较高频率的周期性方波信号作为载波及解调信号,通过调制与同步解调技术对应变式传感器的输出模拟信号进行变压器式隔离.将隔离后的模拟信号及传感器使用环境温度对应的数字量作为输入变量,传感器的实际负载作为输出变量,利用移动最小二乘回归(MLSR)重构传感器所受负载与使用温度及隔离信号之间的数据模型.试验结果表明,采用调制及同步解调技术的模拟信号变压器式隔离电路具有良好的温度稳定性,利用MLSR建立的传感器数据重构模型拥有比传统最小二乘回归(LSR)更高的精度,在试验条件下的温度变化范围内,采用变压器式隔离电路得到的模拟信号隔离相对误差低于±0.2%,基于MLSR的传感器数据重构模型的负载检测相对误差低于±0.07%.     

基于线阵CCD的图像采集系统设计

介绍了一种快速提取边缘特征信息的图像采集系统设计方法。该方法以C8051f060单片机为控制核心, 结合外围环形硬件电路实现对线阵CCD图像传感器的驱动,采用简单的预处理电路将两路CCD输出信号转变为一路可利用的视频信号,再利用单片机的A/D转换模块对视频信号进行模数转换和串口通信将数字图像数据发送到上位机等待后续处理。该系统电路设计较简单,集成度高,成本低,避免了以往设计方法的不足,通过实验结果表明：该系统具有较好的抗干扰性和稳定性,产生的驱动信号符合CCD工作需求,可以快速、高效完成对含有边缘特征信号的采集并实现高精度测量。