基于PID调节的恒温控制系统

MEMS加速度计在温度环境变化剧烈的情况下,测量精度受到很大影响,产生漂移误差,难以满足高精度导航的需求,因此迫切需要设计一种恒温电路,使加速度计长期工作在稳定的工作环境中,研究了在恒温情况下加速度计的工作状态;针对恒温控制这一要求,设计了基于DSP2812的一种恒温控制电路,将传感器由加热电路和保温层包围,减少散热,提出了由DSP和高精度数字温度传感器TMP116相结合的软件控制系统,对PID控制进行深入研究,提出一种新的控制方式;最终输出PWM占空比、控制温度和检测温度数据,经实验测试,-40℃工作环境下,PID控制后系统超调量为1%,在两分钟内温度从57℃升温至70℃并稳定,稳定后满足温度精确控制在70±0.06℃,能够有效维持系统恒温。     

高精度数字稳定平台控制系统设计与实现

针对高精度数字稳定平台稳定跟踪目标、快速隔离扰动的要求,设计一款基于浮点型DSP控制器TMS320F28335的数字稳定平台系统。选用高精度测量元件提高系统测量精度;引入电流环提高系统控制精度、动态特性及隔离扰动能力;通过调零调漂补偿电路、硬件滤波电路及数字滤波算法设计保证陀螺采样精度。系统测试表明,该稳定平台系统能精确、稳定地跟踪目标并能有效地隔离载体扰动。     

基于单片机的恒温式自动量热仪设计

量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要测量仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。为了提高量热仪的测量精度,整个量热系统的测温精度、准确性、稳定性等诸多方面都需要得到改善和提高。本文给出了采用单片机及铂电阻PT1000为核心器件的高精度恒温式自动量热仪设计。     

基于ADS1248的K型热电偶温度测量系统

针对某些流量仪表计需要测量流体温度的情况,介绍了一种基于ADS1248模数转换器的K型热电偶高精度温度测量系统。该系统以工业应用所注重的高精度和高可靠性为设计目标,将线性度好、稳定性较高、热电动势较大、测温范围宽、测温精度高的K型热电偶作为温度测量元件,采用ADS1248对K型热电耦的电动势进行采样,再通过微处理器进行信号处理,从而获得流体温度的测量值。同时,采用铂电阻Pt100获取热电偶冷端环境温度,用于补偿热电偶由于冷端温度变化造成的测量误差,从而提高温度测量值的精确度。该系统从硬件设计、软件设计以及器件选择等多个层面考虑了精度问题,实现了一种高精度、高灵活性的热电偶温度采集方法,满足实际应用的要求。     

量程自整定高精度频率测量的FPGA实现

数字频率计是一种应用十分广泛的电子测量仪表,针对宽频率范围被测信号频率测量应用需求,提出并实现了一种基于FPGA的自动量程切换高精度数字频率计的设计方法。通过构建测频控制器、闸门同步生成器、量程自动切换等模块,并采用Verilog HDL语言进行描述,运用自顶向下的数字系统设计方法实现了宽频率范围频率测量的量程自动切换。在Xilinx公司的XUPV5-LX110T开发板上进行了测试,给出了系统后仿真波形。结果表明目标系统能根据被测信号频率范围进行自动量程切换,实现高精度频率测量,测量精度不低于10-7,有效提高系统稳定性和抗电磁干扰能力。     

基于岭回归的压力传感器高精度测量模型研究

硅压阻式压力传感器测量精度易受环境温度影响,为提高压力传感器测量精度,提出基于岭回归方法的高精度压力测量回归模型,采用新的测量方式从压力元件桥路提取压力传感器温度、压力变化的信息,建立了压力传感器桥路输出、桥路电阻与被测压力三者之间的回归模型,并利用Bootstrap方法对模型参数进行显著性检验,提高模型的稳定性.实验结果显示该方法可大幅度消除温度对压力测量精度的影响,使压力测量精度从±0.6% FS提高到±0.03% FS.     

Pt100的精密恒温水箱测控系统设计

针对恒温水浴高精度温度控制要求,设计了一种新型恒温水箱智能测控系统.系统采用MSP430单片机作为核心,使用Pt100温度传感器为测温元件,以半导体致冷器(TEC)为制冷元件,结合比例-积分-微分(PID)算法和脉宽调制(PWM)控制来实现对目标对象温度的精确控制.系统测温范围设定在0～60℃,样机性能测试结果表明:该系统可以实现测温精度优于±0.05℃的控制要求,具有±0.01℃的分辨率,控温精度±0.2 ℃.实际应用表明:该系统可靠性好、控制精度高、性能稳定、操作简便及通用性强,具有较高的实用价值和应用推广价值.     

23.8GHz数字相关型全极化微波辐射计的定标及其影响分析

为实现全极化微波辐射计对海面风场的高精度测量,不但需要特殊的全极化定标基准,同时需要高稳定性的接收机系统。恒温控制是提高系统稳定性简单有效的途径之一。基于23.8GHz的数字相关型全极化微波辐射计,考虑温度对于定标的影响,采用特殊的温控方案,设计出一套恒温控制系统,使辐射计工作在一种稳定的状态下。实验结果表明:通过恒温控制可以使辐射计工作维持在一种稳定的状态,从而可以简化定标过程,延长定标周期,同时保证定标精度的要求。     

高精度星敏感器温度测量系统设计与实现

针对环境温度对高精度星敏感器测量精度的影响,设计了基于FPGA和AD7416的星敏感器温度测量控制系统。以FPGA作为主控制器,通过I2C总线控制温度传感器AD7416采集温度并控制制冷系统对星敏感器进行制冷,使其工作在-20℃-0℃范围内。实验结果表明,该系统测量速度快,测量精度高,提高了星敏感器的成像质量和测量精度,可满足星敏感器系统要求。     

高精度增益可调伺服放大器设计

针对航天矢量推力伺服机构地面测试系统的需求,以高精度增益可调伺服放大器设计这一项目为背景,设计并实现了一套新的伺服放大器,通过电路设计,实现信号范围和类型的动态转换,适应环境温度剧烈变化以及0.2%的精度指标,并实现增益的可调及仪表上的显示;根据电磁兼容原则进行屏蔽结构和隔离设计;能够实现实验数据的处理、计算及报表的自动生成和打印。试验表明,该系统能够满足测试精度要求,系统工作稳定、可靠。     

基于uC/OS-II的数字电能表计量软件系统

首先介绍了将模拟小信号电能表与纯数字电能表的计量综合成一个系统以后的体系结构, 然后分析了在嵌入式实时操作系统uCOS-II环境下计量系统的实现: 包括任务的划分、任务间的通信以及数据的共享问题, 其中重点研究了任务间通信时数据的共享问题, 最后总结了任务间的总体通信情况, 为设计出高精度的数字电能表计量软件奠定了坚实的基础.     

基于自适应控制的光功率计设计

提出了一种具有自适应控制的光功率计系统,该系统采用电路设计和程序控制算法相结合的方法制定了自适应控制激光器的发射功率方案,并用数字电位器调整驱动电流模拟大气信道参数变化所引起电流变化,使系统能够随着大气信道参数的变化自适应地调整发射功率,以保证通信质量。实验以安捷伦8163B光功率计作标准,通过对比分析自适应的光功率控制的线性度较好,相对测量误差小于1%,稳定度比安捷伦8163B光功率计的稳定度高5%。     

基于模型识别的高精度制冷控制策略

遥感相机中需要对焦面组件进行高精度的制冷控制以保证高质量的成像效果,因此基于模型识别进行焦面高精度制冷控制策略的设计。制冷系统在硬件上设计特定的二级放大机制以获得高精度测温数据,实现数字化增量式PID控制算法优化以获得高精度控温效果。系统采用脉冲管制冷机作为控制对象,结合继电反馈识别方式与高阶模型,使用最小二乘拟合方法获得制冷系统过程模型。模型的建立保证了控制算法参数的准确性与控温的精确度,这与传统的PID调参手段相比,大大降低了时间成本,提升了系统的控温精度。通过实验结果表明,本系统的控温精度为±27mk,受到干扰后在6分钟内回稳,实现了高精度高稳定度的制冷控制。     

电量计费数字化系统设计与分析

为适应电力系统＂数字化电网＂发展的需要,本文对电能计量的脉冲法和积算法两种方式进行分析,提出了硬件基础为V/F转换器和高精度单片机处理器芯片的数字化电度表,此方案主要是将电力系统终端计费方式进行数字化改造,这套新型电量计费自动化系统,采用全数字化的信息处理方式,可以非常方便地接入未来的＂数字化电网＂。     

基于窄带物联网技术的电量监控系统设计

针对现有电力仪表存在信号采集精度低,数据传输方式落后的特点,开发了一款集成无线通信功能的电力仪表。该仪表的硬件由供电电源、电量采集与计量单元、通信单元、控制与存储单元等组成。采用主控芯片STM32F030和新型数字式多功能计量芯片V9203,实现数据采集处理与本地存储。MCU通过窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）无线通信模块将仪表采集到的数据上传到OneNET云平台,实现用户在远程情况下随时通过前端网页登录系统查看每块仪表电量采集信息,便于监测与管理。经实验测试证明,此款电力仪表能够高效、准确地采集到电流、电压、有功功率和功率因数并将这些数据实时上传至云平台。     

高可靠多功能电量监控器的研制

针对城市雨水泵站对水泵电机监控的需求,设计了泵站测控系统中高可靠、多功能的电量监控器。该监控器采用STM32微控制器作为整个系统的控制核心,应用高精度电能计量芯片CS5484,实现水泵电机电参数状态监测,同时具有电机的启停控制等功能。着重介绍了监控器电源管理、电参数测量、数字量检测与控制、通信模块等电路的设计,给出了系统软件设计方案。系统测试结果表明,该系统电参数测量精度高,通信可靠,功能正常。     

一种高精度低自热多通道测温系统设计与实现

针对高精度测温系统在实现过程中受测温非线性、自热效应及热电动势等干扰源影响的问题,以阻值比较法测温电路为基础,引入序列激励电压控制抑制测温电路的自热效应及消除热电动势,并采用MSP430F149设计多通道差分放大电路。给出了系统总体设计方案,测温电路参数设计,序列激励电压控制和数字滤波补偿具体实现。测试结果表明:该系统在-40~200℃范围内,测温精度能达到±0.008℃,具有测温精度高、可靠性好等优点,可广泛应用于工业生产和军事领域的高精度测温场合。     

基于PID算法的大功率泵浦激光器温控系统设计

设计了一种基于数字PID算法的大功率泵浦激光器温度控制系统,该系统采用ARM2210作为处理器,高精度NTC（负温度系数热敏电阻）和TEC（半导体制冷器）分别作为温度传感器和温控执行元件,并对传统的PID算法和参数进行改进和整定、修正,驱动芯片选用MAX1968,在节省大量电路设计的同时大大提高了温度控制精度和抗干扰能力。实验结果表明：该系统在0～40℃温度范圆内的控温稳定性优于±0．05℃,能够有效抑制LD波长的漂移。     

SmartRadar液位计在罐区的应用

测量精度是储量管理系统的主要指标,雷达是储罐液位测量的最新应用技术之一。Enraf公司的SmartRadar雷达液位计是一个采用了数字平面技术的智能雷达液位计,它大大提高了测量精度。对其测量原理和结构特点进行了介绍,并描述了储罐计量控制系统的组成,进而分析说明了雷达液位计在罐区测量中的优势。     

一种多功能照度计的设计

基于数字照度传感器BH1750实现了一种多功能照度计GZ-100,除照度测量功能外,还具有温湿度测量与无线通信功能。系统采用低电压的STC12LE5A60S2单片机,抗干扰能力强、应用电路最简单的射频收发芯片IA4420,数字照度传感器BH1750和温湿度传感器SHT11。系统根据IA4420内部状态寄存器的值借助外部中断收发数据,以74HC164驱动4个共阴极数码管的动态方法进行显示。最后进行了照度的对比测量,结果显示GZ-100能够满足一般的照度测量要求。