基于热导原理的氢浓度测试系统设计

设计并实现了一种基于热导原理的氢浓度测试系统。设计热导原理气体传感器的信号调理电路,完成对微弱气体浓度信号的放大、滤波,提高信噪比,设计温度补偿电路,克服传感器温漂问题。调理后的输出信号经A/D转换器,由主处理器FPGA控制,完成模数转换。氢浓度信号以RS422标准协议送出,可远距离传输,通过RS422转USB通信模块送入计算机完成数据解析与显示。对测试系统开展标气考核实验,实验结果表明:该测试系统测量精度较高,测量范围较宽。     

气相色谱热导检测器的信号测量与电源电路研究

在气相色谱仪中,采用热导检测器检测物质成分的浓度变化,具有构造简单、测定范围广、稳定性好、线性范围宽等优点。针对气相色谱热导检测器的弱信号失真和电源不稳定问题,研究与设计热导检测器的弱信号测量电路、信号放大电路以及电源电路。实践表明,该方法有效提高气相色谱热导检测系统的可靠性。     

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。     

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。     

工业园区大气污染物高精度在线监测系统设计

为了实现工业园区大气主要污染物的在线监测,设计了基于STM32的工业园区大气污染物高精度在线监测系统,实现了大气污染物H2 S、NH3、VOCs的在线检测.在电路设计中,重点介绍了高精度模拟量数据采集电路和隔离的RS485通信接口电路的设计,实现了高精度的气体浓度检测和远距离在线监测功能.在软件设计中,实现了传感器的校...     

基于单片机的H2S气体检测仪的设计

本文介绍了利用H2S电化学传感器对H2S气体浓度进行精确检测的单片机硬件电路、工作原理及软件实现方法。所选用的H2S电化学传感器及信号电桥放大电路能满足在常温下对H2S气体高精度、宽范围检测的要求;在软件设计时,对数据的处理采用了线性插值算法。另外。该系统还采用了分级报警的方式。     

供水管道检漏智能数据采集记录器的设计

设计了一种用于检测供水管道泄漏的智能数据采集记录器.进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器工艺结构的设计,并编写了记录器系统应用程序及传感器接口程序.该记录器能够实现对管道泄漏音频信号的采集、存储和传输,并能够根据测量现场环境噪声的变化对采集信号进行自适应处理,以提高采集信号的信噪比.将设计的数据采集记录器用于供水管道泄漏检测实验,结果表明:该记录器可很好地应用于管道泄漏信号检测,并具有较好信噪比.     

数字输出管道检漏压电传感器的设计

设计了一种用于检测供水管道泄漏声音信号的压电传感器,进行了传感器的选型、硬件电路的设计和各部分软件的设计。根据泄漏检测定位的需要,系统具有信号调理、数据采集和存储、日历时钟电路、USB通信等功能,具备低功耗、存储容量大的特点,为以后泄漏检测定位的信号处理工作提供了必要的数据依据。     

单片机控制的气相色谱热导检测器研究

针对气相色谱热导检测器的弱信号失真问题,研究与设计热导检测器的弱信号测量电路及其单片机控制系统,进一步提高气相色谱热导检测系统的灵敏度和可靠性。     

基于微控制器的风速风向传感器系统设计

提出了一种基于惠斯通全桥电路的热式风速风向传感器系统设计方案.传感器芯片结构利用ANSYS软件进行了热学和电学的耦合仿真,并进行了结构优化.芯片采用剥离工艺在陶瓷衬底上加工而成,利用直接安装技术对传感器进行封装.系统采用恒温差工作原理进行控制,热温差工作原理测量风速和风向.系统中微控制器集成的电流型D/A对传感器恒温差控制模式的初始状态进行设定,同时补偿环境温度的变化造成的输出信号的漂移,使得系统的工作温度扩展到-40～60 ℃.热温差检测模式利用位于片上的8个温敏元件构成两路惠斯通全桥电路连接,这种设计在保证灵敏度的同时提高了其测量范围.本系统的微控制器集成了大量模拟和数字模块,减少片外元件使用量,大幅缩小系统体积,同时能够提高测量系统的测量精度及可靠性.通过风洞测试表明,该系统能够完成360o风向检测,精度达到3°,风速的检测范围达到35 m/s.     

基于STM32的列车空气动力学数据采集系统

针对现有空气动力学采集系统的可扩展性差,采集数据失真,价格昂贵等不足,设计了采用ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器的空气动力学数据采集系统.系统介绍了采集系统的信号调理和采集软硬件设计,针对传感器mV级信号输出特性,设计调理电路实现信号的调理功能,采用SD卡FAT32文件系统设计和大容量存储实现数据便捷取用,上位机实现串口调零程序编写.系统具有功耗低、性价比高、实时性强等特点,实验调试结果表明,各项指标均达到实际要求.     

一种无线式六维力传感器的研制

针对旋翼系统在旋转状态下的多个维度的力和力矩信息采集的应用背景,设计了一种带有数据无线发送功能的六维力传感器.建立了传感器弹性体的有限元分析模型,确定了应变片的粘贴位置.通过合理的组桥电路设计,将六个维度的力和力矩以电压信号的方式反馈出来,并设计了相应的信号处理电路使其满足A/D采集模块的范围电压.最后将整个硬件电路以...     

振动传感器信号调理电路设计及分析（英文）

基于压电式传感器能把振动或冲击的加速度转换成与之成正比的电荷这一原理,提出了该类型传感器的等效电路。设计了基于采集测量系统的压电式传感器电荷/电压转换电路,分析了电路中关键元器件——反馈电容的温度特性对于转换电路输出的影响,对不同类型滤波器进行了特性分析,并根据实际传感器带宽配置了相应滤波电路。通过试验表明,该信号调理电路能有效滤除振动信号中的噪声信号,并能获取精确的振动信号。     

基于DSP的数据采集与显示系统

为适应工业应用现场以及智能化仪器仪表对便携式高速数据采集和显示终端设备的需求,设计了基于TMS320F2812DSP芯片的实时数据采集和显示系统,该系统可对前端传感器输出的模拟电压信号进行实时采集、处理、显示和存储.文中对该方案的硬件接口电路和软件驱动程序进行了设计,同时给出了软、硬件实现的相应电路图、程序流程图以及具体程序段.该设计方案结构简单、成本低、抗干扰能力强、性能稳定可靠,能够有效进行快速实时的数据采集和显示工作,试验调试取得了良好的效果.另外,该设计对其他便携式系统数据采集和显示终端的设计也具有一定参考价值.     

一种基于FIFO机制的卡尔曼滤波新方法

在传感器采集数据的过程中,不可避免地受到来自传感器内部噪声(来自传感器件和电路元件的噪声)和外部噪声(温度变化、电磁辐射等带来的噪声)的影响。针对这种情况,在改善传感器结构、信号处理电路之外,设计了一种新算法,将基于同步先进先出队列机制的递推平均滤波算法和卡尔曼滤波算法结合起来,应用于传感器数据采集的预处理过程,并通过FPGA实现。试验结果表明,该算法有效降低了噪声,改善了传感器的非线性,提高测量的精确性和有效性。     

基于厚膜电容传感的微位移信号处理电路设计

设计了一种基于电容数字转换芯片AD7745和单片机C8051F040微位移检测信号处理电路,给出了电容式微位移传感器的设计制备原理、C8051F040软硬件设计、输出转换电路的设计, 阐述了微位移检测电路信号提取及转换过程.实验结果表明:设计的微位移信号处理电路提高了厚膜微位移电容传感器的稳定性及抗干扰能力,并使传感器在量程100 μm的范围内线性度由6.10%提高到0.67%.     

基于MEMS传感器的高精度地震波采集系统

针对地震波微弱信号的采集问题,将MEMS传感技术应用于地震波采集中,设计了采集系统.提出了基于MEMS加速度传感器和24位高精度ADC芯片的地震波数据采集系统设计方案;采用精密仪表放大器对传感器信号进行了差分处理,由于系统为混合信号系统,在PCB设计时采用了数字模拟隔离方案以抑制相互之间的干扰,使用磁耦隔离芯片隔离ADC芯片与微控制芯片的通信接口,该采集系统接收LabVIEW上位机软件的命令,实时显示地震波波形,将地震波数据存储于SD卡内;分析了系统的硬件电路设计和软件流程;利用函数信号发生器对系统采集精度和频率响应进行了测定,并在模拟真实应用的环境下对系统进行了采集试验.实验结果表明：系统可达10 μV量级的采集精度,加速度信号重建质量较好,能够满足地震波数据采集的要求.     

面向运动力学测量的无线六维力传感器

针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结构尺寸;其次,基于传感器小型化和无线传输的设计要求,设计了传感器的内部硬件电路,包括四等臂全桥电路、两级放大电路以及数据采集与传输电路,有效减小了传感器的体积,增强了灵活性;最后,设计并优化了静态标定方法及静态解耦算法,降低了传感器的维间耦合干扰,提高了测量精度。实验结果表明,该传感器室内无线传输距离达到8 m,传输速率满足中低频力信号测量,Ⅰ类与Ⅱ类误差均满足在高精度要求场合的使用。     

油气管道TPD预警系统信号调理器的设计

固定安装在油气管道表面的振动传感器,检测出的信号强度不一、极容易造成频率混叠及央带高频噪声。针对此情况,本文介绍了管道TPD（Third-party damage,TPD,管道第三方破坏）预警系统信号调理器的设计方法。为了保证在信号A/D转换前具有合适的较高价值的信号,对信号进行滤波、程控放大等前置调理。为了使信号满足信号采集系统的输入要求,对信号进行极性转换、限幅。信号调理器各项参数灵活可调。经实验证明,该信号调理器能够很好的实现信号调理。     

交流差动变压器式位移传感器数字调理方法

分析了差动变压器式位移传感器的工作原理,讨论了传统模式的模拟调理电路特点,结合实际应用需求,提出了一种基于多功能数据采集板卡和数字解调算法的差动变压器式位移传感器信号数字调理方法,从理论上论证了该数字解调算法,并且设计了一套试验验证系统,针对试验用LVDT(Linear Variable Differential Transformer)传感器,从静态、动态2种工作方式进行解调,验证结果表明,该方法能够满足试验要求,达到了预期的结果.