小型地磁传感器的低噪声前置放大电路设计

一些小型地磁传感器输出噪声电压水平在10 nV/Hz左右,现有nV级噪声水平的前置放大器体积太大难以满足其信号调理需求.针对这个问题,本文阐述了低噪声放大电路输入级设计原理,利用Multisim对输入级电路等效输入噪声电压等指标进行仿真,研制出一种基于差分输入的小型低噪声前置放大电路.给出了电路关键性能指标的仿真和测试结果,测试结果表明该电路具有良好的噪声特性和共模抑制比,噪声电压水平仅为3.7 nV/(Hz)～(1/2)@3.5 kHz,共模抑制比110 dB,增益为100～1 000连续可调.     

电容型海洋电场传感器的探测原理及性能研究

研究了电容型电极探测海洋电场的原理,提出降低放大电路的输入阻抗稳定碳纤维双电层的方法。利用聚丙烯腈碳纤维T300制备了电容型海洋电场电极,使用电化学工作站对电极进了循环伏安测量;使用交流法测量了电极在水槽中的阻抗;根据测量的阻抗选取在放大器输入端并联阻值分别为500Ω、1kΩ、2kΩ的电阻,研究了不同的输入阻抗对碳纤维电极在水下电场的电位稳定性、噪声稳定性和测量性能的影响。实验结果表明碳纤维T300制备的电极在水中呈现电容效应;输入阻抗越小电极电位和噪声稳定越快;稳定后电极自噪声达到1nV/√Hz@1Hz,在信号调理电路输入阻抗为500Ω的情况下,所制备的电极2h后即可达到最佳自噪声性能;电极可准确还原0.001Hz以上的海洋电场。综合而言所制备的碳纤维电极和合适的放大电路输入阻抗结合组成海洋电场传感器满足微弱海洋电场信号的测量和探测装备的快速部署。     

粘胶基碳纤维海洋电场电极制备及其电化学性能研究

利用粘胶基碳纤维材料制备新型海洋电极,并测试其电化学性能和电场响应性能。结果表明,粘胶基碳纤维比表面积约为550 m~2/g,其表面有深浅不一的沟槽,与海水接触角为148°;循环伏安曲线表明其有较好的双电层电容性能,塔菲尔测试得出其交换电流密度为23.7 A/m~2;电极对的极差稳定漂移约为0.4 mV/24h(电极浸泡24 h后),对频率为0.01 Hz、振幅为10 mVpp的电场信号能做出良好响应,在1 Hz频点处的自噪声为槡6.75 nV/Hz@1 Hz。     

3～5μm室温碲镉汞低噪声放大器

本放大器用于光学测温及其他非接触测量的弱信号放大。本放大器采用低噪声晶体管, 合理选用工作点,并采用低噪声偏置电路等降低噪声的措施,使放大器的噪声指标达到或接近国内同类放大器的先进水平,中心频率为1000Hz的单位带宽电压噪声E_n=1.72nV,电流噪声I_n=2.6PA。     

微振动的高精度测量

为了测量振幅小于1μm的微振动信号,在传统迈克尔逊干涉仪的基础上,提出了一种大光程差情况下的实时高精度测量系统。该系统使用单频窄线宽光纤激光器来减小长光程差下的相位噪声影响;用零差解调方法来抑制环境影响导致的相位漂移;双路平衡检测的使用将光源强度噪声降低16dB左右。当测量距离为10m时,光源引起的相位噪声仅为5.28×10-rad/Hz1/2;但由于6电路处理上的限制,实际可探测的最小灵敏度约为10-rad/Hz1/2。当被测信号在100Hz~4kHz之间5时,系统具有良好的线性响应度。     

纳伏级方波信号的混沌测量方法

文章基于混沌理论提出了一种性能优良的方波信号混沌测量法,在对该方法的测量原理及噪声影响等问题进行严格理论分析的基础上,用自制的宽带超低噪声前置放大器,首次实现了0 1nV微弱方波信号的测量,测量方差优于0.6×10-3。     

噪声温度计用放大器设计与性能评估

低噪声、低失真、高共模抑制比的放大器对于噪声法测量热力学温度至关重要。设计了由前置放大、仪表放大和缓冲放大3级组成的噪声温度计用高性能放大器。其中,采用具有超低噪声的结型场效应对管IF9030作为前置差分放大级的输入;研制了自动化测量对管转移特性的装置,用于在大批量对管中挑选匹配度更优的器件;采用互相关技术压低电路中不相关的噪声,从而确保能够准确测量到被放大器背景噪声淹没的非线性失真信号;重点评估了放大器在1MHz带宽内的共模抑制比和放大器受双频激励时的非线性失真。测量结果表明,放大器的背景噪声为1.2nV/Hz1/2;100kHz带宽内的共模抑制比优于90dB,100kHz至1MHz带宽内的共模抑制比会随着频率的增加而降低,但不低于70dB;放大器受频率为400kHz、401kHz,幅度有效值为8μV的双频信号激励时,产生的二阶交调失真信号比双频信号低79dB,二阶谐波失真信号比双频信号低85dB。     

来自炭纤维中的电噪声

一、前言低频过量电噪声在广阔的炭纤维研究领域里已经被测量(通常“1/f”表示噪声,这里f表示频率),并且发现低频过量电噪声是试样性质的一种检测手段。炭纤维包括ex-聚丙烯腈炭纤维、ex-沥青炭纤维,硼化沥青炭纤维及在2800℃退火后的催化化学气相沉淀(CCVD)纤维。样品性质可由纤维经受的热处理最高温度控制。然而,石墨化及其它晶格完整性的测量表明,点阵缺陷在CCVD纤维中很容易除去,接下来依次是ex-沥青炭纤维和ex聚丙烯腈炭纤维。     

高精度齐纳电压源的噪声及其测量方法

介绍高精度齐纳电压源的噪声及其测量方法;重点阐述0.01～10Hz带宽内的噪声及其测量方法.目前,其噪声谱密度水平约为40nV/ H2(1.018V输出,f=0.025Hz);采用数字电压表采样法得到的结果(相对于回归线的标准偏差)约为7.45×10-8(10V输出,采样频率fn=0.083Hz).     

具有超低输入噪声的电阻类传感器噪声高精度测量系统

为准确测量电阻类传感器的噪声,克服商用锁相放大器在噪声测试方面准确性难以评估、性能有限的缺点,该文利用低噪声的前置放大器与24位的数据采集卡构建高精度的电阻类传感器噪声测试系统。该系统可有效避免测试电路和数据处理对噪声测试结果的影响,且可通过噪声实测值与理论值对比保证测量结果的准确性。测试结果显示该系统具有0.8 nV/Hz0.5@1kHz的超低输入噪声(100 mV输入范围),优于商用锁相放大器;噪声理论值与实验值之间的平均偏差仅为0.25%,确保测试系统的准确性。该系统可以满足大多数电阻类传感器的高精度噪声测量需求。     

A new electric boundary condition of electric fracture mechanics and its applications

The fracture mechanics of piezoelectric solids is studied. A new electric boundary condition is proposed, in which the electric permeability of air in a crack gap is considered. An exact solution to this problem is given and some numerical results are obtained. It is found that the electric permeability of air in a crack gap leads to a value of K_VI less than that of an impermeable crack.     

Particle electric dipole moments

Measurements of particle electric dipole moments (EDMs) continue to put powerful constraints on theories of T-symmetry and CP-symmetry violation, which form currently one of the most prominent fields in particle physics. EDM measurements have been concentrated on neutral systems such as the neutron and atoms and molecules. These measurements allow one to deduce, in turn, the electric dipole moments of the fundamental fermions, that is, the lighter leptons and quarks and also those of some heavy nuclei.     

Powerful electric ring dynamometers

Conclusions The above electrical ring dynamometers with powerful transducers provide the possibility of recording on an oscillograph film or observing visually on a milliammeter without amplifying equipment any values of compressing or tensile forces. Dynamometers of this type can be used for measurements in many branches of industry and agriculture.     

新型混合动力汽车全数字电力驱动系统的研究

混合动力汽车电机要求高效、高功率密度、低脉动转矩,普通电机显示出了其局限性;Halbach电机是一种新型永磁电机:独特的永磁体结构使其磁极磁场呈单边且正弦分布,在增加气隙磁通密度、削弱转子轭部磁通密度的同时,又可减少磁场谐波,这有利于提高电机的功率密度和效率、减小电机的体积和脉动转矩;基于MATLAB的Hallbach电机设计软件和基于ANSYS有限元分析软件极大地减少了样机设计时间;针对Halbach电机特点设计了基于DSP2407A混合动力汽车全数字电力驱动系统,实验结果证明Halbach电机在混合动力系统中有较大的优越性.     

Optical fiber sensor for electric field and electric charge using low-coherence, Fabry-Perot interferometry

An optical fiber sensor for electric field and electric charge, based on the deflection of a small cantilever, has been developed. When the sensor head is placed in an electric field, induced charging produces deflection of the cantilever, which is measured using low-coherence, Fabry-Perot interferometry. The sensor has been used to measure the electric field in the vicinity of a Van de Graaff generator, in the range 135-650 V/cm. The measured deflections are in good agreement with the predictions of a simple model equating the electrostatic and mechanical forces acting on the cantilever.     

CVD silicon carbide electric heaters

This paper describes the growth of tubular polycrystalline 3C-SiC samples by chemical vapor deposition (CVD). The use of propionitrile as a precursor for nitrogen doping ensures the growth of polycrystalline 3C-SiC layers with a 1000°C resistivity of 0.1–0.2 Ω cm and zero temperature coefficient of resistance. Such 3C-SiC tubes can be used as silicon carbide electric heaters.