基于STM32的便携式阻抗测量装置的设计

研制了一种基于STM32和AD5933的便携式阻抗测量装置,介绍了基于矢量伏安法的阻抗测量原理,分析了AD5933阻抗测量电路设计原理和STM32软件校正算法。与传统的阻抗分析仪相比,该装置采用AD5933实现对待测阻抗网络的阻抗测量,利用模拟开关多路复用器实现了测量量程的自动切换。在软件方面,利用两点校正算法降低系统的测量误差。实验研究表明,该设计方案结构简单,测量精度能满足大部分工程应用。     

基于MEMS加速度传感器的倾角测量仪设计

在分析和研究倾角测量原理的基础上,设计了一种基于MEMS三轴加速度传感器的倾角测量仪。系统以STM32F103控制器作为核心处理电路,KXR94 MEMS三轴加速度传感器作为倾角测量单元,专用液晶驱动芯片和液晶显示器作为显示部分,实验结果表明,所设计的倾角测量仪具有体积小、抗振动和冲击能力强,成本低、精度高等特点,完全满足煤矿井下倾角测量要求。     

基于超声波传感器的风速风向测量研究

针对传统风速仪测量过程中存在精度差、稳定性低等一些问题,设计了一种基于超声波传感器的风向风速测量系统。硬件部分主要设计了超声波发射的DDS驱动电路、信号接收调理放大电路、滤波电路以及ARM控制电路等。系统采用CPLD和AD9754产生高精度的驱动信号,同时采用32位的ARM STM32实现对数据的处理以及外围通信的功能。实验结果表明,该系统在数据处理方面速度快,具有较高的稳定性和精确度,可以满足工程应用要求。     

基于AD8302的阻抗测量系统设计

为了满足宽频、宽量程阻抗测量需求,设计了一种激励源灵活可调的复阻抗测量系统。该系统采用DDS技术提供宽频激励,通过可控参考阻抗电路和AD8302实现阻抗信息提取,提出了一种模拟移相的方法来鉴别相位极性。数据采集和整个系统控制由STM32控制器完成。结果表明:测量系统可在100 Hz~10 MHz工作正常,在宽阻抗范围内具有较高精度。     

基于STM32的车辆工程专业实验用示波器设计

针对汽车类专业学生做单片机原理及应用实验时遇到的信号测量问题,在"三性实验"教学指导下,设计了一个基于STM32的便携式数字示波器实验系统。该实验系统的硬件平台以STM32微控制器为核心,设计了信号采集、模数转换、程控放大、电平抬升、频率测量电路等具体功能电路;软件方面基于Keil开发环境设计了同步触发、频率计算、信号峰峰值计算等嵌入式软件,并通过低功耗蓝牙(BLE)技术,将计算处理后的波形、频率等数据发送到手机APP上进行显示。测试表明,该实验系统能可靠、便捷地完成学生在做单片机实验时遇到的信号测量,达到了实验教学的目标。     

基于STM32的超声波流量计硬件系统的设计

针对传统流量计在测量流体流速时存在安装繁琐、运输复杂等问题,设计了新型的基于多普勒法的超声波流量计。该系统以STM32为开发平台,主要设计了超声波发射电路、超声波接收电路、功率放大电路、回波信号处理及滤波电路、STM32最小系统及其外围电路等。为方便频移信号处理,提出了把回波信号解调到中频带20 k Hz上,这样提高了系统在低流速测量的精确度。采用FFT算法对系统采集的频移信号进行频谱分析,最终根据计算的频移值来确定流体的流速。实际结果表明,该系统尤其适用于大管径流量测量且测量精确度较高,误差在5%之内,具有安装、运输便捷等一系列优点。     

新型纳米阻抗显微镜前置放大器的设计

基于扫描隧道显微镜的新型纳米阻抗显微镜（STM-NIM）能够测量材料表面的纳米微区阻抗性质并具有分辨率高的突出优点，但传统STM前置放大器的频率带宽不能满足STM-NIM测量模式的要求，因而需要设计新型前置放大器。STM-NIM前置放大器必须在噪声和频率带宽两方面同时具有非常优良的性能。本文利用STM及NIM信号的特点，通过将信号一分为二并对电路进行优化，研制出了满足STM-NIM测量要求的新型前置放大器。测试表明，该前置放大器能同时用于NIM阻抗测量和STM形貌扫描；其NIM信号的频率带宽达到300kHz；其STM信号的噪声约为0．8mV，能满足原子级分辨成像的要求。     

基于声波分析的臭氧发生器电源谐振频率测量仪

由于当前臭氧发生器高频电源谐振频率检测方法具有昂贵、危险等缺点,设计一种基于声波频谱分析的高频电源谐振频率检测仪器。通过分析臭氧发生器工作环境下的声波数据与高频电源谐振状态的关系,找到测量谐振频率的方法。该仪器使用STM32单片机作为核心控制及计算单元,通过声波采集电路将声波数据传送给单片机,单片机基于声波数据使用频谱分析程序测量出谐振频率。实践分析结果表明,基于声波分析的臭氧发生器电源谐振频率测量仪具有高效、安全、经济等优点。     

基于STM32和FPGA的石油管道腐蚀测试仪

采用线性极化、电化学阻抗谱和法拉第定律相结合的方法,利用FPGA、STM32、DDS信号发生器、恒电位仪、三电极系统,设计了一种包括双通道同步高速采集电路、电子标签和U盘的准确计算石油管道内壁腐蚀速度的仪器,系统采用数字相关积分算法来计算阻抗谱的幅值和相位,电路中双通道低通滤波器提高了系统的信噪比,实现了高精度阻抗测试。测试仪通过GPRS实现与远端监控系统实时数据传输。通过对比试验,该仪器与CHI660D的测量结果基本一致,腐蚀速度测量范围为1×10-4~50 mm/a。     

基于STM32的动车组轴温监测报警系统

针对动车组轴温监测准确性要求不断提升的问题,设计了基于STM的列车轴温监测报警系统。该装置由硬件系统部分和软件系统部分构成。硬件系统主要由采集处理板卡、通信板卡和电源板卡组成,其中采集处理板卡主控芯片为STM32F103,通信板卡的主控芯片为STM32F407;软件系统由嵌入式软件系统组成,嵌入式软件系统在RT-Thread嵌入式操作系统上搭建。经过试验证明,该系统在保持较高测量精度的情况下,数据传输稳定,可靠性较高,达到工程实际应用要求。     

电力电容器在线测量仪的设计

设计了一种基于C8051F020单片机的电力电容器在线测量仪。该设计主要包含四部分:单片机模块、直流电源电路模块、信号调理电路模块和数据运算模块。创新点是将标准电容比对电路作为该测量仪的前置检测输入单元,采用同步采样技术,使得测量的电容容值不受电源电压波动的影响。该电力电容器可在线测量、精度高,具有很好的实用价值。     

基于STM32F103的旋转角度测量装置设计

设计一种基于增量式编码器和STM32F103系列芯片的角度测量仪。该装置与被测物件按一定传动比固定安装,系统自动测出传动比并存储,以免断电数据丢失。被测物件每转动一周,光电传感器触发一个零位信号,编码器输出A、B两相方波信号,STM32F103芯片接收到编码器的脉冲信号后根据算法求出对应的角度值,经串口在上位机界面实时显示并分析实验数据,得到不同传动比下的角度测量精度。     

基于STM32与LabVIEW的煤矿微震采集平台设计

针对目前煤矿微震采集平台大多引进国外,且存在价格昂贵、通用性差等问题,设计了一种基于STM32与LabVIEW的煤矿微震采集平台.该平台由数据采集电路和微震信号显示软件组成,数据采集电路以STM32F107作为主控制芯片,采用可编程芯片CS3301、CS5372、CS5376组成调理电路,实现对微震传感器输出信号的采集...     

基于单片机的噪声测量仪设计

提出一种基于C8051F系列单片机的噪声测量仪的设计方案,用数字电路替代传统声级计的模拟电路,使电路可靠性更高。介绍了噪声测量的基本原理,阐述了噪声测量仪的硬件设计和软件设计,并给出软件设计流程图。测试结果表明,该噪声测量仪可以准确测量噪声声级,测量精度和范围均达到了普通环境中噪声测量的要求,性能指标比较理想且成本较低。     

数控机床高频信号高精度数据采集系统设计

传统数据采集系统存在精度差、采集速率低等问题,难以应用于数控机床高频信号采集,制约了机床后级系统性能的提升,为此开展了数控机床高频信号高精度数据采集系统的研究。首先提出了基于STM32和FPGA的数据采集系统整体结构;然后分析了前端调理电路、AD采集电路、STM32与FPGA控制电路、以太网通信电路和电源电路,设计了数据采集系统控制程序;最后进行了数据采集系统的测试验证。相关测试结果表明,数据采集系统可有效采集数控机床的高频信号,具有较高精度和稳定性,工程应用价值较好。     

基于USB和LabVIEW的生理信号采集系统

本文介绍了一种基于USB2．0和LabVIEW的生理信号采集系统。采用STM32作为下位机主芯片进行硬件和软件设计。PC作为上位机并用LabVIEW开发应用界面和数据处理。根据人或动物生理信号特点,设计了信号调理电路。利用STM32内部自带的AD模块对输入信号进行多通道同步模数转换,并利用芯片中可靠的USB2．0标准通信接口实现与PC机的通信。系统加上相应传感器和信号采集电路,能够测量人或动物的心电、血压、脉搏等生理信号参数。     

基于STM32单片机的液压动力系统监测仪设计

针对传统液压动力系统存在精度低、实时性差、可靠性低的问题,设计了基于STM32单片机的液压动力系统的监测仪。监测仪设计包括硬件系统设计和软件系统设计,其中硬件系统以STM32f407单片机为核心,主要对传感器信息采集电路进行设计;软件系统采用Free RTOS实时操作系统,提高系统监测的实时性,监测数据通过RS485总线传送到MCGS触摸屏并显示。实验证明:检测仪可对液压动力系统进行实时监测且测量准确性高,测量精度达到0.44%。     

基于阵列式电容传感器的流速测量

为了解决气固两相流物体在管道中传输速度难以测量的问题,设计了一种基于阵列式电容式传感器系统的硬件和软件。硬件部分包括电容式阵列传感器的设计、流速测量电路、以太网通信模块和模数转换模块等。软件部分主要包括基于STM32F429最小系统的软件设计、电容数据采集转换程序以及以太网通信程序等。实际实验结果表明,测得流速数据的实际值相比于理论值误差在5%以内,该系统具有稳定性好,测量精度高,传感器设计简单等特点。     

基于STM32的多通道温度测量系统研究与设计

针对智慧农业、工业仪表、航天航空等诸多应用领域中对多通道温度参数测量分析的实际需求,该文设计了一种基于STM32片内ADC(Analog-to-DigitalConverter,模拟/数字转换器)采样多通道温度的测量系统,给出了恒流源激励与温度标定电路,热敏电阻PT100信号调理电路,多重ADC采样程序,TFT-LCD实时显示及Python数据统计分析。实验结果表明,该多通道测温系统最大测量误差为0.05℃,具有功耗低、性价比高、稳定性好等优势,能够有效满足相关应用领域中对多通道模拟信号进行量化分析的实际应用需求。     

基于鉴相器测量技术的精密交流电阻测量仪研究

以提高精密交流电阻测量仪的测量精度为目的,应用鉴相器技术代替了古典的电桥测量技术。通过测量仪的工作原理及时序的分析进行了电路设计;研究了测量仪的开路调零、短路调零、负载补偿等技术的原理,并建立有关数学模型,编制了系统软件;研究了测量仪鉴相电路的原理和时序的分析;分析了多重积分式AD转换电路的原理和时序、测量仪的信号放大及量程切换方法。最终开发了基于鉴相器测量技术的精密交流电阻测量仪,达到了设计要求,具有操作方便、测量速度快、提高生产效率、降低成本、性能价格比高等特点。