一种基于游标原理的大量程高精度测量方法

提出一种基于游标原理的高精度大量程智能测量方法,解决精确测量中不同待测信号幅值差别大而各自变化幅度小,对分辨率要求高的问题.将待测模拟信号分为基准大量程主信号和小量程高精度的辅助信号,分别测量后进行合成.利用常规分辨率的A/D转换器、单片机、运算电路等组成一个大量程精确测量系统.分析和应用表明,只要测量装置的灵敏度和稳定性高,被测量与基准量的差值越小,测量结果精度就越高;该测量方法可将测量器具的不确定度对测量结果的影响大大降低,可以使用常规精度的测量工具完成大量程精确测量;该方法也非常适合精确测取被测信号的微小变化量,即使在小信号输入情况下,仍能取得满意的测量效果.     

基于TDC-GP22的脉冲激光测距系统设计

为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。     

一种高精度电压测量表设计

提出了一种高精度的电压测量表的设计方案。高精度电压测量的关键在于数／模转换部分,它直接影响系统测量的精度和分辨率。文中使用分立元件构成多斜式积分型数／模转换器,并以ARM芯片sTM32F103为核心微控制器,采用软硬件结合的方式实现10ppm的精度的直流电压测量表的设计。设计的电压表可以实现量程自动切换,最大测量直流电压为10V。电压表同时具备和上位机串口通信的功能。     

基于TDC-GP2的高精度时间间隔测量系统设计

摘 要：为了实现卫星定位系统中的时间同步,设计了一种高精度、高分辨率的时间间隔测量系统。采用两片时间-数字转换芯片TDC-GP2,将脉冲计数法和数字内插法相结合,使测量精确度能够达到1ns,分辨率可以达到100ps,量程范围可达1ns~1s;具有体积小、精度高、使用灵活等优点,能够广泛的应用到不同的时间同步系统中。     

微型电化学系统中的微电流测量

介绍了一个微型电化学系统中的微电流测量技术.在电路面积和元件精度受限的情况下,通过电流-电压转换电路的设计,实现了高灵敏度和大量程.通过单片机中的数字校准,补偿了模拟元件带来的误差.该系统对于微电流测量的分辨率达到pA量级,精度达到0.1%,是一套适合工业应用的高集成度和高精度的系统.     

一种应用于纳米测量机的高精度干涉仪

为实现纳米三坐标测量机(NMM)中大范围高精度位移的测量(测量范围小于40mm,分辨率小于0.1nm),研制了一种大量程纳米级测量精度的实用化外差干涉仪,并对该干涉仪的光学结构进行分析研究。该系统不但克服了双频激光干涉仪混频的固有缺点,而且在结构上利用光学器件的偏振特性,使系统具有共光路、等光程、光学倍程和相位差成90°正交信号等特点,提高了系统分辨率、抗干扰性能和精度。该系统在40mm的测量范围内,具有λ/4 096的分辨率和纳米级的测量精度。实验结果表明,纳米三坐标测量机对样板1次安装10次测量的实验标准差为4.9nm,10次安装10次测量的实验标准差为8.4nm,具有较好的测量重复性。干涉仪结构符合三坐标的测量要求,可安装在纳米三坐标测量机等仪器中,也可用于高精度的位移测量。     

基于FPGA 的移相时钟数字内插TDC电路设计与实现

为实现高精度航天设备时序信号的地面检测, 设计了一套基于现场可编程逻辑门阵列 (FPGA) 的专用地面 检测系统, 时间数字转换电路 (TDC) 是该系统的关键部件。该电路采用数字内插技术, 使用高频时钟直接计数进 行“粗”测保证检测系统量程, 再利用待测信号跳变沿锁存移相时钟电平状态进行“细”测提高测量精度。分析了测量误 差来源并提出了相应解决办法。实验结果表明, 该电路测量分辨率满足 0.2 ns 设计值, 重复性引起的测量不确定度小 于 0.1 ns。     

高可靠性铝电解电容器

AIS226DS是一款双轴共面加速器,测量精度高于两个独立传感器解决方案。该器件的最大量程为±6g。其高检测精度部分归功于电子接口芯片的低本征噪声特性。接口芯片含有高精度16位模数转换器,低噪声可在大带宽内实现14位的有效转换分辨率,对应一个0.25mg的分辨率（在2g全量程内）。在40-＋105℃汽车温度范围内,     

基于MAXQ7667的超声波测距系统应用研究

针对一般大量程的超声波测距系统其精度不高的问题,设计了一种高精度的超声波测距系统。该系统采用Maxim公司的MAXQ7667作为控制器,通过设计的发射电路、接收电路、温度补偿电路、MAXQ7667自身所拥有的高信噪比及其数字信号处理能力,克服了一般超声测距系统低精度的缺点。实验表明,该超声测距系统的量程在8米内的绝对误差不大于1cm,相对误差小于0.5%。     

基于SOC的高精度倾角测量系统的设计

为解决自动水平调节系统和工程应用中倾角测量高成本、低精度的问题.提出了一种利用MEMS双轴倾角传感器、信号调理和SOC等电路实现高精度倾角测量的方法,并从传感器信号稳定性处理、温度补偿、信号采集处理、基准源设计和信号曲线拟合方法等多角度实现了倾角的低成本、高精度测量.实验测试表明,系统最大绝对误差小于0.005°,相对误差小于0.02%.     

基于CTMU技术的激光脉冲测距的设计

脉冲式激光测距仪原理简单,集成化和小型化较好,但测量精度较低,或精度高设计难度大。本文采用单片机的CTMU技术,提出了一种高精度测距的实现方法。文中介绍了CTMU的原理及与AD转换单元连接、CTMU进行时间测量的原理、CTMU测距仪的分辨率分析、脉冲激光测距的更长动态范围设计。实验结果表明,该设计结构简单,体积小,数据...     

基于时间间隔测量的宽范围高分辨率时间同步检测方法

针对传统时间同步技术中测量范围与分辨率之间的矛盾,提出一种基于时间间隔测量的宽范围高分辨率时间同步检测方法.利用电磁波信号在特定介质中传播的准确性和稳定性,结合任意信号之间无需频率归一化处理的异频相位检测原理,以时空转换关系为基础,将基于长度游标的时频测量技术应用于导航卫星1pps信号的同步检测,进而提高1pps信号之间时间差测量的分辨率.同时,该技术与传统的高精度时间间隔测量方法配合使用,形成多层次逐级测量法,可以进一步扩宽测量范围.实验结果证明了该方法的合理性和科学性,其测量分辨率可达到50ps量级,稳定度优于10ps.该方法将为我国航空航天、导航定位、通信、计量、雷达、天文等高科技领域的进一步发展提供理论指导并对其中关键的时间同步方面提供技术支持.     

基于单片机控制的数字频率计设计

提出一种基于单片机AT89S52控制的数字频率计的设计新方法。该方法将待测频率信号经过整形放大后输入单片机,然后由单片机控制内部计数器分别对待测信号和标准信号同时计数,再经运算处理得到测量结果,可自动量程转换,并由1602ALED显示器实时显示。该设计与传统测频系统相比,具有体积小、成本低、低功耗、精度高等优点,适用于各种测量电路。     

保偏光纤偏振特性测试系统的光路研究

光纤陀螺是干涉型传感器,光的偏振特性影响该传感器的精度,因此需要对光纤的偏振态进行精确的测试。目前国外有些公司出售检偏系统,但所给的指标并不高,而且价格也非常昂贵,国内使用的测试系统一般都为自制．精度普遍不高,实际测量的消光比小于系统的理论消光比。有偏振特性系统的设计和测试结果,却没有系统误差原因的详细分析。针对这一问题,在给出了高精度保偏光纤偏振测试系统的光路结构基础上．对系统中影响消光比的光路误差进行了分析和计算。通过理论分析和计算机模拟计算,得到本系统的消光比在给定的误差范围内可以达到55dB,能够满足高精度的测量。同时,在计算中得到了e光和。光的透射率,计算结果中棱镜e光的透射率比以往的结果精确2．34％．     

脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究

时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块,该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200ms,测时分辨率最高可达125ps,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.     

一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法

为满足快速、高精度和大范围的激 光测距需求,分析了现有单频和多频相位激光测距方法存在的 问题,提出了基于降频及高精度测时技术的 相位激光测距方法,并根据测距 要求以及按照测尺频率、测时精度和参考频率的顺序建立了测距系统参数选择模型,进而 按照测距参数需求搭建了实 验系统。实验表明,在300kHz单频测尺、260kHz参考频率和50ps测时精度条件下,实验系统具有500m测距范围、1.08mm 测距精度和0.03～0.04s测量速度,可为快速、高精度和大范围测距 奠定基础。     

智能化全量程真空计的研制

本文研究了基于单片微机的智能化全量程真空测量技术，分析了真空测量的各种方法及其特点，实现了８０９８单片机控制的智能化全量程真空测试仪。该仪器具有量程宽、测量精度高、功耗低、工作可靠等特点，可广泛应用于低真空到高真空的测量场合。     

基于IEEE-1588的高精度时钟同步系统设计

为提高高速铁路地震预警系统采集设备时间同步精度,本文设计了基于IEEE-1588的网络高精度时钟同步系统。系统利用STM32+FPGA构架搭建硬件平台,在FPGA中利用PLL延迟测量法实现高精度时间间隔测量,时间间隔测量精度达到600ps;利用PHY芯片DP83640获取网络PPS时钟,在STM32中结合卡尔曼滤波与PID算法,实现网络PPS时钟对本地时钟的校正,以及对本地PPS相位校正,最终完成同步系统的软件设计。测试结果表明：本设计时钟同步误差优于3ns,且具备长期稳定性。     

Ultrafast luminescence spectroscopy using sum frequency generation

The basic concepts of sum frequency generation are reviewed and its application to the measurement of time-resolved luminescence spectra with subpicosecond time resolution is discussed. The emphasis is on the discussion of those aspects which are important for the optimization of such an upconversion spectrometer. Results of numerical calculations are presented for various nonlinear crystals, and a recently developed upconversion system is reviewed. This system provides excellent time resolution (<400 fs), wide spectral range, large dynamic range, and allows determination of the absolute zero in time delay with high precision. Application of this technique to some problems of current interest in semiconductors is briefly discussed