ARM平台的高精度滑动测频法

基于ARM平台设计了一种改进滑动测频法.该方法定时更新一个运行参数序列,以同时记录脉冲信号计数值和脉冲信号采集时间,并由运行参数序列求取被测脉冲信号的频率值.该方法有效解决了传统测频法测量结果更新时间长,只适用于高频信号的测量的问题.试验结果表明,所设计的改进滑动测频法提高了测量结果的实时性,同样适用于低频信号的测量,且实现简单.     

影响周期信号测频精度的因素及对策

从频率测量原理出发，分析了影响周期信号频率测量精度的因素，提出了采用双计数器相关计数和模拟内插计数来消除被测信号频率大小和“±１误差”对测量精度影响的测频方法。     

基于555芯片及等精度法测频的纸张计数装置的设计与实现

针对纸张生产加工过程中需要进行精确计数的需求,本文设计了一种基于555芯片及等精度法测频的纸张计数装置,该装置通过在规则堆叠的纸张两端夹两块极板形成一个电容,同时设计了等位环结构来减少边缘效应。电容值通过555芯片转换为频率,并通过等精度法进行测量。通过理论分析该系统纸张数量和输出频率之间呈完美的线性关系。为了减少不同纸张由于厚度和介电常数的不同带来误差,本文设计了自校准功能,通过测量指定纸张后进行最小二乘拟合获得最终的换算公式。本文通过实验得出该纸张计数装置可以精确测量1-50张纸的数量。     

基于FPGA的光泵磁梯度仪频率测量方法

磁梯度测量可以在一定程度上消除地磁日变对测量结果的影响,相比于地磁总场探测具有更高的分辨率,在地质勘探、地球物理以及国防军事方面都具有较高的应用价值.本文提出的测量仪以铯光泵磁力仪作为探头,由FPGA搭建采集系统,实现了磁场数据的测量、显示与存储.对现有铯光泵采集系统的频率测量算法进行改进,提出数字插值与移相结合的测频方法,在保证频率测量采样时间的前提上提高了测量精度,减小了测量误差.之后测试了测频模块的精度误差以及探头的一致性等指标.最后通过磁异常探测实验证明磁场梯度测量相比于磁总场探测可以更清晰的反应磁异常的位置大小等信息.     

基于LabView的机械密封端面摩擦扭矩的测量方法

机械密封的端面摩擦扭矩是反映机械密封工作性能的重要参数,传统的接触式测量方法的测量结果具有很高的不确定度;为了提高测量精度,采用了扭矩信号的非接触式测量方法,介绍了非接触测量扭矩的原理和扭矩信号频率跟踪滤波的实现方法;对调理后扭矩信号分别采用了频率计数法和波形恢复测频法进行采集,并阐述了频率计数和波形恢复测频的原理与它们基于LabView的实现;对两种采集方法的部分实测数据进行了误差分析比较,结果表明,波形恢复测频法的测量精度较高。     

基于IPC控制系统的实时高精度测频方法

针对IPC控制系统中流量计高精度的实时测频问题,分析了PCI-1712L和KPCI-714的测频原理和实际测试结果;通过PLC高速计数功能完成了对流量计的测频,实现了实时流量的高精度测量;利用平均值滤波算法修正了误差,使得精度进一步提高。该方法测到的频率精度达到0.4%,采集速度为20次/秒。     

基于STC89C52单片机的纸张计数显示装置设计

笔者设计了基于STC89C52单片机的纸张计数显示装置。系统采用单片机STC89C52作为控制核心,实现通过555振荡电路获取频率值,应用单片机的控制功能和数学运算能力,实现计数和频率换算,用液晶1602显示测试张数并用蜂鸣器发出提示音。测频的基本方法是通过555振荡器以及单片机的定时计数器计数获得频率值,采用最小二乘法进行线性回归,得到1～10张纸的计算公式,通过二次函数回归,得到15张纸以上的计算公式。另外,本系统采用分段回归,具有良好的精度和可靠性,人机交互界面良好,测试模块设有按键并通过液晶显示,性能好,反应速度快。     

谈谈单片机测频系统的实现

这里介绍一下如何用单片机来实现频率的精确测定方法。所谓频率,就是在单位时间内检测到的脉冲数。检测脉冲数的方法便是我们测量频率的传统方法,将其称之为"电子计数测频法";而另一种方法是通过准确测量被测信号的周期来测量其频率,将其称之为"同步周期测频法"。下面我分别为大家介绍这两种方法。一、电子计数法测频法图1为传统数字频率计,它采取直接测频法,测频率时将频率信号接在A端,高精度晶体振荡器接在B端,利用电子计数器严格按照式f=N/T所表达     

振弦传感器扫频激振与测频方法研究

单线圈振弦传感器主要用于大坝、桥梁及建筑物等各种工程的安全压力监测。与压电等其他传感器相比,其测量压力更加精确,使用寿命更长。这类传感器的应用难度在于如何通过有效的激振方法,使振弦以当前压力下的固有频率振荡,且振荡幅值需达到测量的要求。介绍了一种新的单线圈振弦传感器扫频激振与测频方法,在未找出振弦自激振荡频率前,采用缩短计数时间粗略计算振弦自激振荡频率,以达到快速扫频的效果;在预判将要出现振弦自激振荡频率时,再采用延长计数时间来精确计算振弦自激振荡频率。该方法对有效激振和扫频方式进行了改进,并采取一些有效措施以提高测频精度。实际测量应用证明,该方法稳定、可靠,且精度高。     

基于FPGA的数字频率计设计

该文运用VHDL硬件描述语言进行数字频率计设计,频率计主要通过闸门控制电路产生计数周期为1s,清零周期为0.5s,2s为一个周期的测量信号频率。并通过计数器记录频率值,最后通过数码显示电路显示被测信号频率值。该文设计一个6位频率计,可以测量1~999999Hz的信号频率。     

弹载地磁测量系统的抗干扰设计

为了消除弹载地磁测量系统所受的矿山、电磁、金属等干扰,本文设计了充磁电路,消除强磁场对磁阻传感器的干扰;设计了滤波电路及合理的布线,消除高频干扰信号;再提出了误差识别补偿及看门狗设置算法,补偿了软硬磁干扰、零位误差、正交误差。转台试验与数据分析表明:各组合方法的采用,减少了干扰误差使姿态角测量精度达到1°以内,具有一定的工程价值。     

基于微磁检测和交替最小二乘法的钢轨裂纹定量估计

针对钢轨裂纹定量估计的问题,提出了一种基于弱磁检测和交替最小二乘法的钢轨裂纹定量估计方法。该方法使用弱磁检测的钢轨裂纹信号,提取弱磁信号特征,再利用交替最小二乘法解出钢轨裂纹的深度、宽度、水平角和垂直角的估计值。针对交替最小二乘分解大矩阵速度慢的问题,提出了优化初值的方法,减少交替最小二乘迭代次数,缩短计算时间。基于实测数据的研究结果表明,深度和垂直角估计精度较高,而宽度和水平角误差较大,从而提出将其他三个裂纹参数混入混合矩阵中,再去拟合深度、水平角和垂直角,估计精度将会明显提高。     

基于深度学习的复杂观测条件下工频磁异常探测

复杂观测条件下使用工频磁场探测人员、车辆、飞行目标等多类型目标造成的磁场扰动时,受到复杂环境下电磁噪声、供电设备及外来物体扰动等影响,工频磁场扰动信号具有噪声多、干扰强等特征,为有效削弱噪声及干扰对工频磁场扰动信号的影响,实现工频磁场扰动探测,该文利用实验数据对复杂观测条件下的磁场扰动信号进行特征分析,提出了一种基于深度学习的工频磁场异常探测方法,通过提取正常状态与有扰动状态的信号序列,将该信号输入神经网络训练,得到准确检测工频磁场异常信号的网络模型。实验结果表明,该方法的识别准确率在80%以上。     

线性霍尔传感器在直线位移中的应用

为了实现实时的无接触直线位移测量,通过线性霍尔传感器获取磁场强度信号,采用定时中断方式完成数据采集,并以MSP430F169单片机作为运算及控制单元。考虑到普通的永磁无法形成梯度、线性的磁场分布,因此,在改进磁铁结构的基础上,提出了线性霍尔传感器非线性方法的测量方案,实现了对位置信号的无接触实时精确测量。实验结果表明,该霍尔变送器系统能实现对位置值的准确测量。     

基于球形内检测器的管道内磁场测量

球形管道内检测器在管道安全检测领域具有十分广阔的应用前景,但其在滚动过程中测得的磁场信号呈周期性,无法直观反映管道内磁场分布情况,给识别焊缝和计算管道走向带来了一定的困难。针对此问题本文推导了滚动坐标系下球形内检测器测得的磁场与管道内平动坐标系下磁场之间的数学关系,并利用处于同一滚动坐标系下的加速度信号构建了转换模型,然后设计实验和算法验证了模型的正确性。实验结果表明,平动磁场的计算值和实测值在数值大小和变化趋势上均吻合良好,误差绝对值的平均值基本不超过1μT。     

磁致伸缩位移传感器双磁环间测量盲区的影响分析

为减小双磁环磁致伸缩位移传感器磁环间的测量盲区,对传感器在测量盲区内的输出信号进行了分析。从双磁环偏置磁场与磁环间距的关系进行研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了不同偏置磁场强度的双磁环在不同间距与放置方向时传感器的输出电压,并通过实验进行了验证。结果表明,磁环规格相同时,测量盲区的大小与磁环放置方向无关,磁环偏置磁场强度越小,磁环间的测量盲区越小,磁场叠加影响的电压幅值变化量也越小。且在传感器的测量盲区内,电压输出信号将会受到偏置磁场与电压输出波形叠加的影响,这两种因素都会导致传感器检测失效。该研究结果为多磁环位移传感器磁环的选型及减小传感器磁环间的测量盲区提供理论基础。     

磁通门技术及其应用

磁通门是测量环境磁场的系统 ,它利用高磁导率、低矫顽力的软磁材料铁芯在激磁作用下 ,感应线圈出现随环境磁场强度而变的偶次谐波分量电势的特征 ,通过高性能的滤波器测量偶次谐波分量。磁通门的典型应用是载体姿势方位的测量 ,实际应用中结构参数校正是十分重要的。     

改进相位差测量在感应加热电源频率跟踪中的应用

在感应加热电源的频率跟踪环节中,需要对负载电压和电流信号相位差进行测量.由于待测负载信号存在波形畸变,使得常用的过零比较法在实现时存在一定误差.为了解决这一问题,提出一种改进的相位差测量方法.利用dsPIC的输入捕捉模块测量负载信号的周期,配合快速傅里叶变换得到负载电压和电流信号相位差,然后对测得的相位差进行修正和补偿,最终实现系统频率跟踪功能.实验结果表明,该方法可以使逆变电路输出较为准确地跟踪负载固有谐振频率的变化,提高了系统的工作性能,较好地达到系统频率跟踪的要求,在实际设计中有一定的应用价值.     

磁感应强度仿真实验——MATLAB在物理教学中的应用

用MATLAB程序演示了任意长度的通电螺线管产生的磁感应强度的截面分布图,结合图像分析了通电螺线管周围磁感应强度的特点.将多媒体与物理教学相结合,提高教学效果,培养学生的学习兴趣.     

一种人体移动对胶囊内窥镜磁定位干扰的补偿方法

磁定位技术可以实现对无线胶囊内窥镜精确定位与跟踪。胶囊内窥镜内嵌入永磁体,在人体周围布置磁传感器阵列采集人体外的磁场强度,通过后续电路处理和特定算法来计算胶囊内窥镜在人体肠胃道内的位置和方向等信息,从而实现对无线胶囊内窥镜的定位。但是磁传感器阵列分布在人体表面,在使用胶囊内窥镜对人体肠胃道检查过程中,人体和磁传感器阵列之间会发生相对移动,这种相对移动会对胶囊内窥镜的定位结果产生干扰。本文提出了一种补偿方法,来减小人体移动对定位结果的影响。在人体表面设置两个相互垂直磁铁作为参考目标,通过特定算法对人体相对于磁传感器阵列发生位移和旋转造成的干扰进行补偿,并通过实验验证了该方法的可行性和有效性。