基于微流量气体传感器的数据采集系统

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行H2浓度数据采集,设计了信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经放大电路送入微处理器S3C44B0中进行后续处理,完成H2浓度的数据采集与显示.理论研究和实验表明:该数据采集系统克服了传统热导传感器检测误差大、环境温度补偿困难等诸多问题,具有广阔的应用前景.     

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0．3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg／L．     

新型气体热导传感器及其应用设计

气体热导传感器是利用被测组分和参考气的热导系数不同而响应的浓度型传感器。文中介绍了一种新型气体热导传感器TCS208F的特点、结构及指标,由于其输出是微弱信号,所以设计出其信号调理电路。传感器检测到的微弱信号由测量电桥调理输出,通过集成芯片AM402中的仪表放大器进行差分放大,由于远距离传输的需要,再将电压信号送入U/I变换器转换成0~20 mA的工业标准电流信号,最后再把电流信号转换为电压信号送入单片机。     

高精密三通道微弱信号处理电路的设计

微弱信号的处理是智能检测与控制领域的难题,文中针对高精密气体传感器应用场景,设计完成了高精密三通道微弱信号处理电路。该电路主要应用于高精度非分光红外气体浓度检测,能同时进行氢浓度、二氧化碳(或一氧化碳)浓度、二氧化硫浓度的检测;根据应用场合,设计采用LTC1151CSW运放,经过严格的参数计算、逐级精密放大和滤波,设计了三通道微弱信号处理电路,经过仿真测试,电路信噪比高,总谐波失真(THD)为0,选频特性好,具有最佳平坦特性。通过实验测试,将该电路应用在非分光红外低硫检测系统,实现了1 ppm级别的信号检测。     

便携式SF_6电气设备混合气体浓度检测系统的研究

为了实现对现场SF6电气设备中混合气体组分浓度的全量程高精度检测,提出了一种基于热导传感器保持在恒温状态的高精度气体浓度检测方法,并设计了调理电路。根据-40℃低温条件设计了气体浓度检测的整体方案和机械结构,开发了基于模糊PID控制的热导室温控模块和基于质量流量计的流量检测及调理模块,构建了应用于现场的便携式SF6电气设备混合气体浓度检测系统,实现了对SF6/CF4、SF6/N2和SF6/AIR气体浓度的数据采集,免去了多次样气标定的繁琐工序。实验结果表明所研制的检测系统精度高(全量程平均测量误差为±1%)、重复性好(1%以内)、性能可靠且便于携带。     

曲轴箱油雾浓度探测器的设计

文中开发设计了一款油雾浓度探测的传感器系统,该传感器可以实时检测出曲轴中油雾浓度和温度的大小。该系统是基于STM32为主芯片,利用光散射发原理,并通过相关的调理电路完成了光信号对电信号的转换,通过RS485通讯方式将传感器采集的数据传输给PC机,从而能够实时检测机箱中浓度的变化,当检测到的油雾浓度大于40 mg/L或者油雾温度大于200℃的时候系统会产生报警,从而大幅度提高了柴油机系统的安全性能。     

基于STM32的无人机滑跑轮速测量系统

基于STM32微控制器,设计了无人机滑跑轮速测量系统的信号采集、信息处理和通讯电路。分析了轮速传感器的测量原理与轮速的测速原理,完成了测量系统的整体设计。开发了测量系统的应用程序,包含了轮速信号的采集、轮速信息处理、滑跑侧偏判断及RS422通讯的功能。试验表明:无人机滑跑轮速测量系统测量准确,性能稳定,能够满足对无人机滑跑时轮速测量及侧偏判断的要求。     

石英音叉液体密度传感器的阻抗谱测量

阐明了石英音叉液体密度传感器的工作原理,制备了石英音叉液体密度传感器探头,设计了以AD5933为核心的石英音叉密度传感器的阻抗谱测量系统,主要包括阻抗测量电路、信号调理电路、量程自动切换电路,结合人机交互模块,可以实现参数设置、数据处理和显示。最后测试实验表明,该阻抗谱测量系统具有较高的精度和稳定性。     

永磁同步电机电流检测系统设计

完成了永磁同步电机电流检测系统设计,包括霍尔电流传感器、电流信号调理电路、采样电路及控制系统。推导了磁平衡式闭环霍尔电流传感器传递函数,分析了传感器参数对传感器响应时间的影响,设计了信号调理电路,采用同步采样方式进行电流采样,并给出了DSP/FPGA工作流程。最后设计了DSP/FPGA实验平台,进行电流环闭环实验,表明电流检测噪声较小。     

PVDF压电传感器信号调理电路的设计

设计PVDF压电传感器信号调理电路,详细介绍前置放大、工频陷波和低通滤波电路的设计原理.利用数字示波器对PVDF压电传感器信号调理电路进行测定.试验结果表明设计的信号调理电路工作稳定可靠、重复性好、噪声小,抗干扰能力强,工频及工频倍频陷波效果明显,信号处理实时、准确,PVDF压电传感器能够用于工业现场信号检测.     

一种压阻式传感器信号调理电路的设计

由于压阻式MEMS传感器输出信号极其微弱,极易受到测试环境的噪声干扰,还需要外接调理电路,为了提升信号的采集精度,提出一种压阻式传感器信号ASIC调理电路的设计方案,实现输出信号的放大、滤波功能。测试结果表明,调理电路可以在10～200倍的范围内调节增益,-0.5 dB截止频率调节范围覆盖0.1～20 kHz;低频范围内,芯片的等效噪声为45 nV/√Hz。将调理电路与传感器相结合,改进的测试系统响应速度快,滤波效果更好,测试精度优于5%,传感器非线性为5.4%。同时,调理电路的大小和体积也很小,功耗低,对后续继续研究传感器测试系统有重要意义。     

电感式扭矩传感器在电动助力转向系统中的应用

扭矩传感器是汽车电动助力转向系统（EPS）的关键部件之一,其输出特性直接影响到EPS系统的控制性能。该文介绍了一种电感式转向盘扭矩传感器的原理,设计了传感器的信号调理电路,并在具体的EPS实验系统中得到了应用。实验结果表明,该扭矩传感器各项性能满足EPS系统的要求。     

红外瓦斯传感器微弱信号处理电路设计

为提高红外瓦斯传感器的检测灵敏度和系统信噪比,基于微弱信号检测原理,采用单光路双波长的实验方案,设计了以差动放大电路为核心的微弱信号数据处理电路,提高了系统的检测灵敏度,电路结构简单、实用、可靠。在实验室条件下,对该系统进行了瓦斯浓度的性能测试,并对实验数据进行了数据拟合处理,给出了瓦斯浓度与电压的关系式。试验结果表明,该电路能够有效地提取瓦斯浓度变化量信息,满足系统要求的0.5%检测灵敏度。     

基于CAN的多通道高速数据采集系统设计

提出了一种基于CAN总线,应用于汽车点火线圈的高速数据采集系统的设计方案,完成对汽车点火线圈的各相关信号的数据采样和信号分析.介绍了数据采集系统的总体结构,分析了各组成模块的结构和功能,探讨了信号调理电路、并行高速数据采集电路、控制电路等的原理和设计思路.实验结果表明:该系统具有良好的性能,解决了在线测试设备中的测试速度、瞬时脉冲信号的捕捉等问题,在测试的准确性、精确度方面都达到了较高要求.     

基于LabVIEW的振动测试系统研究

由于传统测试仪器价格昂贵、配置灵活性差等缺点,文章结合振动测试的原理和要求,设计了一个基于LabVIEW图形化编程语言的振动测试系统。系统分为两个部分:硬件部分通过传感器、信号调理电路和数据采集卡把振动信号转换输入到计算机中;软件部分利用LabVIEW 2011平台实现数据采集、信号产生、信号处理及分析的功能。同时,对该系统软件部分的设计进行了详细地介绍。     

钻杆螺纹涡流探伤方法研究

为了检测钻杆螺纹根部缺陷,研究了利用涡流探伤原理检测其缺陷的方法,设计了通过监测涡流传感器检测线圈阻抗变化来评价被检工件缺陷的检测系统。系统由激励源、涡流传感器、信号调理电路、增益调整电路、幅相测量电路和数据采集与显示等部分组成。涡流传感器采集微弱的缺陷信号,经过信号调理,利用AD8302提取缺陷信号的幅值和相位信息,用计算机显示测量结果。实验表明采用涡流探伤方法能够检测钻杆螺纹的根部缺陷,检测结果重复性好,性能稳定可靠。     

基于BP神经网络自整定PID恒温控制系统研究

针对传统PID热导传感器(TCD)系统控制参数不能在线实时调整的问题,设计了一种基于BP神经网络自整定PID的热导传感器恒温控制系统。该系统硬件上以C8051F060微控制器为主控制器,辅以热导信号的采集、放大、滤波以及温度闭环控制等外部电路,软件上以BP神经网络PID控制算法为核心,搭建了一个完整的热导传感器恒温控制系统。另外,该系统以热导传感器温度为直接控制对象对系统进行仿真分析与实验。实验结果表明,该系统提高了热导传感器温度控制精度,最终温度控制误差在±0.1℃的范围内,增强了系统稳定性及可靠性。     

电阻层析成像系统的硬件设计

电阻层析成像是利用多相介质具有不同的电导率,通过传感器测得数据,运用适当的算法重建电导率分布的一种过程层析成像技术。针对现有的成像技术存在的成本高、响应速度慢、不能测量导体的问题,设计了一种新型高精度电阻层析成像系统。硬件部分主要设计了DDS信号产生电路、电流源产生电路、微弱电压信号接收与调理电路、RS485通讯以及STM32F407和CPLD最小系统电路。实际实验搭建了固液两相流测量装置,结果表明该系统成像精度高、实时性好。     

固体中声载波信号传输系统设计

文中针对电磁屏蔽和密封环境等特殊环境下传统电磁波通信和线缆通信效果不佳、实施不便的情况,设计了一种以超声波作为载波,固体介质作为媒介,STM32F407为控制核心的信号传输系统。通过场效应管和变压器设计了超声换能器驱动电路,根据接收信号的特性设计了由保护电路、滤波电路和信号判定电路构成的信号调理电路。最后对信号传输系统进行了实验测试,测试结果表明:系统运行稳定,能够完成通过超声波加载信号在高纯度尼龙棒中进行低速率信号传输。     

基于STC12C5A60S2单片机的可燃气体报警仪的设计

文章给出一种基于STC12C5A60S2单片机的可燃气体报警仪的硬件和软件设计。该设计以单片机为核心,用气体传感器TGS813检测气体的浓度,经过信号调理电路读入单片机并进行A/D转换。当气体浓度超过预定值时,系统会发出声光报警,同时切断气源,启动排气扇。系统带有LED显示和键盘输入,添加的RS-232串行通信,可实现远程控制。该系统集成度高,成本低,操作非常方便。