基于STM32的多重ADC采样技术研究与应用

针对诸多仪器仪表工程应用领域中对模拟信号进行量化分析的实际需求,提出了一种基于STM32处理器的多重ADC(Analog-to-Digital Converter,模拟/数字转换器)采样技术的解决方案。采用片内多重ADC转换方式,利用定时事件交替依次触发启动主器件ADC1、从器件ADC2和ADC3进行转换,转换数据通过DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)存取流方式存储至外设SRAM(Static Random-Access Memory,静态随机存取存储器)。将该解决方案应用于温度采集系统中,并设计了温度传感器AD590前端调理电路和校准电路,利用PyQt5图形化界面展示了气温变化趋势情况,结果表明,其ADC采样频率高达8.4 Msps,气温测量分辨率达到0.01℃,能够有效地满足模拟信号量化分析及实际应用的需求。     

基于AD8495和Sigma-Delta的多通道高精度数字测温设计

针对工业现场温度测量的特殊环境和多点温度监测的实际需求,设计了一种高精度多通道数字温度采集系统。首先根据热电偶的测温原理,设计了相应的冷端自动补偿电路、RFI射频滤波电路等,滤除高频射频信号,提高抗干扰能力。利用双定时器程序设计优化模拟开关切换和串口通信,并通过分析和验证Sigma-Delta型ADC的2种抽取滤波器的转换精度,实现高分辨率的A/D采样。对于热电偶本身的非线性特性采用分段线性拟合校正,通过上位机采集数据进行分析,符合设计要求,测温范围为-20～1300℃,测量精度优于1℃。     

新型高精度多通道测温系统的研究

提出一种基于NTC热敏电阻的新型高精度多通道测温方案。采用比较测量法,消除了恒流源的不确定性对测量精度的影响;采用高性能模拟开关进行切换,实现了多通道测温。设计了测量电路,通过采用电流倒向技术和恒流源与ADC共用基准源,提高了测温精度。测试结果表明,该测温系统在18℃-22℃范围内,温度测量精度可达±0.01℃,测量分辨率为0.001℃。     

桥梁线形测量系统研究与实现

针对大跨度桥梁健康监测中的桥梁纵断面线形测量需求,设计了一种适合室外工作环境的高精度倾角测量系统。该系统通过倾角传感器对桥梁倾角进行差分测量,微控制器对倾角信号进行过采样,并对测量数据进行零点校正、温度补偿等处理,对通信接口电路进行抗雷击设计。通过测试比对,该桥梁线形测量系统具有精度高、抗干扰能力强、性价比高等特点,能满足实际桥梁线形测量需求。     

感应类微弱信号放大电路设计

针对电缆感应类测井仪器电磁波测量信号动态量级大,低频长源距信号微弱,实时内零内刻,多通道切换等要求,设计了以单片机为核心的低噪声放大及采集电路,针对不同频率、不同幅度的原始测量信号和刻度信号进行高精度采样测量,针对短期噪声信号进行实时刻度量化,并针高动态范围信号刻度设计了分压刻度电路,满足实际设计需求,经实井测试,取得合格测井解释资料。     

基于带通采样定理的高速数据采集系统的硬件电路设计

介绍了带通采样定理,它在数据采集中可以降低采样率,但是在实际采集中存在信号混叠,采样“盲区”和频谱反转等问题,对这些问题提出了解决方法.在这个理论基础上,设计了高速数据采集系统的硬件电路,介绍了数据采集ADC芯片AD08D1000,以及该芯片的外围差分信号转换电路和时钟信号产生电路,同时还介绍了电源模块电路和用于数据传输的USB模块电路.     

高精度多通道温度与应变测试系统设计

在传感测试系统中,多通道多变量的实时监控可以保障测量的准确性.文中以8通道温度调理电路和8通道应变调理电路为基础设计了温度与应变测试系统.系统由FP GA控制FLASH实现温度与应变数据的大容量存储.通过USB将数据发到上位机用LabVIEW进行实时显示.经过温度调理电路和应变调理电路对温度与应变的调理,使温度与应变对...     

Agilent34401A在沉积物热导率测量仪中的应用

以Agilent34401A为核心器件设计了沉积物热导率测量仪,实现了对多通道高精度温度和实际加热功率的测量。Agilent34401A的6位半数字万用表分辨率为1/(1.2×106),接近通用ADC的24位分辨率,电阻测量的精度可以达到0.01Ω,完全满足该系统数据采集的精度要求,为保证测量精度,其远程控制采用RS-232接口和SCPI命令。利用VC6.0编程平台,实现控制指令的发送和温度曲线的显示。     

基于热敏电阻的多通道高精度温度测量系统

以负温度系数热敏电阻为核心器件设计了多通道高精度温度测量系统.用改进的电压测量电路间接测量热敏电阻的阻值,有效地克服了电压源的干扰,测量精度高,测量分辨率可达0.01℃,测温准确度可达±0.1℃;并且该电路结构简单,成本低、功耗小、体积小,具有很高的实用价值,可用于需要精密测温的系统,如热导率测量仪的温度测量中.     

铂电阻高精度温度测量系统设计

为了满足工业生产对温度测量的高精度要求,研制了一种恒流源微电流驱动四线制铂电阻Pt100的高精度温度测量系统.分析了引起系统测量误差的原因,给出了减少误差的方法;阐述了恒流源、仪用放大、抗混叠滤波、采样保持、A/D采样等主要电路的设计原理和参数选择准则;说明了测量系统的标定方法.该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,由恒流源微电流驱动产生电压,可以完全去除铂电阻自身的引线电阻、有效减少自热效应;通过仪用放大电路、抗混叠滤波电路和采集保持电路可以有效滤除采集信号中的干扰信号,降低外界干扰对测量系统的影响,增强测量系统稳定性、可靠性和准确性.测试结果表明,该系统性能稳定可靠,标定后测量误差小于±0.03℃.     

基于嵌入式Linux的电参数测量系统设计

为了解决传统电参数仪智能化程度低、量程窄等问题,应用Linux操作系统、同步化等技术设计了一套电参数测量系统。该系统可对用电设备的电压、电流和功率等参数进行准确测量。在硬件设计上,采用MAX1324对电压和3路电流进行采样,提出了一种简便的组合测量电路以分别测量小电流和大电流。该系统通过对3路采样电流进行判断,以控制继电器来确定电流采样电路。采用了同步化算法,对非同步采样数据进行了修正,从而有效减小了计算误差。实际应用结果表明,该系统具有智能化程度高、使用方便和易于维护等优点。     

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。     

随动式测量机器人测试系统的研制

在介绍随动式测量机器人测试系统工作原理、应用领域和总体构成的基础上,阐述机器人本体结构的设计并分析其测试空间,介绍多通道光电码盘数据采集与接口电路的研制,说明基于FPGA的多通道码盘信号处理模块和应用PCI9052实现PCI接口的设计过程。根据机器人运动学应用传统的Denavit—Hartenberg参数表示法建立了机器人的教学模型。     

基于微小电流过采样的激光光栅测试系统

激光光栅的质量检测是光栅生产应用中的关键环节。该测试系统设计了高精度微小电流采样电路,采用过采样技术用AVR芯片内部10位ADC实现13位采样精度,采用窗口滤波、平均滤波进行进一步数据处理。系统提升光栅透光率的测量相对误差至5‰以内,0级与1级光斑光强比测量相对误差至1%以内,实现了高精度激光光栅测试。     

串行控制器多道采样数据并行传输算法设计

为解决低成本串行控制器在多通道地震数据并行采集中的低传输效率问题,结合流水线模式和时间片轮换思想,提出了一种利用多SPI实现多路ADC并行高速采集状态下的数据并行传输控制算法,该算法利用时间重叠并行处理思想将多道ADC单次同步采样数据总传输时间压缩至略大于单道ADC单次采样数据传输时间,实现了系统连续高速采样条件下控制器和多路ADC之间的高速数据传输.     

基于LTC6804-2的锂电池SOC应用研究

分析了电池荷电状态(SOC)测量原理,设计了一种基于LTC6804-2的锂电池SOC应用系统,系统硬件包括锂电池电压测量电路、锂电池电芯表壳温度测量电路、锂电池充放电霍尔电流测量电路、LPC2478为嵌入式主控芯片的ARM7电路;系统软件包括LTC6804-2芯片的配置与电池电量数据读取、温度数据读取、充放电电流计算、LPC2478任务管理与通信。经过实际拷机测试,系统运行稳定,系统测量误差小于0.05%,测量精度高,可以推广到UPS在线式电源或矿用锂电池管理系统等工程实际中使用。     

无线智能化电容电感测试仪的研究与应用

针对并联补偿电容器组的实际测试需求,设计了电容电感测试仪专用纯正弦逆变功率驱动电路,引入了无线传输同步技术(2.4G无线同步技术)对电流/电压进行分离同步采样,改进了高空电流钳装设方式,研制了一种无线智能化电容电感测试仪,实现了无线多通道高精度测量,提高了工作效率,降低了测试人员的工作风险,具有很好的实用性。     

高性能32位ADC芯片架构

HCT680x系列32位高精度、低零漂模数转换器为适用于分析天平、工业过程控制等衡器领域的ADC芯片。通过ADC模型架构、电路结构、器件参数等方面的优化设计以及专利技术,ADC的实际有效精度(ENOB)达到24.3BIT@1倍PGA、22.9BIT@64倍PGA,等效输入噪声低至3nV/(Hz)(1/2),零漂0.5uV,零漂的温度系数低于5nV/℃,增益温漂系数也低至1ppm/℃。PGA放大倍数为1～128倍,输出码率可在6.25Hz至51200Hz的宽范围内进行配置,以满足更多应用领域的需求。     

基于FPGA的高速高精度数据采集系统的设计

针对数据采集系统存在采样率低和误差大的问题,提出了一种基于FPGA的高速高精度数据采集系统的设计,系统ADC采用并行多通道分时交替采样技术实现对输入信号的高速采集,在对系统各个模块进行介绍的基础上,重点分析了由并行多通道分时交替采样技术带来的偏置、增益和时延误差,根据3种误差的特性,提出了误差矫正方法,对系统进行测试,结果表明该系统可完成明显的误差矫正且能实现对信号带宽为200 MHz,采样率为1 GHz的数据高速高精度采集。     

应用于MTS的多点测温系统设计

针对调制转移光谱稳频(MTS)系统中,温度波动会影响激光频率稳定性的问题,设计出多点测温系统。该系统以FPGA为核心,通过基准电压源激励电桥电路,将三线制PT1000温度变化转换为电压变化,利用同步采样ADC对转换电压进行采集,最后在LabVIEW中将采集电压转换为温度实时显示和存储。信号调理电路中的抗射频干扰滤波和FPGA中的均值滤波,可降低噪声干扰,提高测温精度。实验结果表明：该系统具备线性度好、精度高、重复性好的优点,可对10～80℃的温度进行监测和存储,采用分段线性拟合后,其测温误差不超过0.02℃,可以满足实验需求。