光纤位移传感器信号处理电路设计

为了实现光纤位移传感器的信号检测,提出了一种测量传感器微弱信号的方法.通过使用MAX274和AD637等元件设计了性能较好的滤波电路和相关检测电路.重点阐述了带通滤波器的设计原理和实现方法.实验结果表明,设计出的信号处理电路对所设计的光纤位移传感器,能够有效地滤除信号中的噪声,并且传感器也有较好的信号输出.     

激波探测系统传感器信号调理电路设计

采用压电式传感器测量激波信号时,由于其检测到的激波声压信号弱,输出为微电流,一般的信号调理电路不能满足要求,基于此问题,开展针对激波的信号调理电路的研究,该电路主要由电荷放大电路、带通滤波电路、输出放大电路等组成,其中带通滤波器的带宽设计为3～8 kHz,选用高精度单片运放OP07实现;电荷放大电路选用高阻、低偏置电流...     

红外瓦斯传感器微弱信号处理电路设计

为提高红外瓦斯传感器的检测灵敏度和系统信噪比,基于微弱信号检测原理,采用单光路双波长的实验方案,设计了以差动放大电路为核心的微弱信号数据处理电路,提高了系统的检测灵敏度,电路结构简单、实用、可靠。在实验室条件下,对该系统进行了瓦斯浓度的性能测试,并对实验数据进行了数据拟合处理,给出了瓦斯浓度与电压的关系式。试验结果表明,该电路能够有效地提取瓦斯浓度变化量信息,满足系统要求的0.5%检测灵敏度。     

基于FPGA的光栅信号处理电路设计

利用现场可编程门阵列(FPGA)提出了坐标测量机中光栅信号的处理电路。详细分析了四倍频辨向电路、计数电路的设计思想,运用VerilogHDL语言完成了整个电路的硬件设计。仿真结果表明,本设计不但达到电路预期指标,而且资源占用较小,程序易修改。     

基于CPLD的编码器信号处理电路设计

基于CPLD芯片,对增量式编码器输出信号进行处理,实现了编码器信号的整形滤波、倍频和鉴相。为了提高编码器的测量精度,设计了一种4倍频脉冲输出电路,提高了编码器的分辨率,并设计了鉴相电路,实现正反向的角度或速度测量。文中给出了Quartus原理图输入电路、时序仿真结果,以及试验测试结果。文中的研究在角度位移等测量领域有着广泛应用价值。     

交流电磁场检测仪的信号处理电路设计

为提高抵抗待检金属剩磁的能力,满足可处理不同频率信号、正确绘制蝶形图的要求,该电路使用双线圈拾取感应磁场信号,通过仪表放大器、带通滤波器、加法器、RMS-DC转换电路、A/D采集等模块对信号进行处理,解决了剩磁干扰和蝶形图绘制不正确的问题,具有处理不同频率信号的能力。该电路可检测不同材质的金属,具有检测精度高、工作稳定可靠、抗干扰能力强的特点。     

半导体磁阻式电流传感器的信号处理电路设计

设计了一种可以对微变信号进行提取与放大的信号处理电路,它适用于InSb-In共晶体磁阻元件(MR)制成的半导体薄膜型电流传感器(MRCS).通过实验,研究了此种电流传感器的工作特性,其通频带为7Hz-1800Hz,并从理论上对其进行了分析.     

FMCW雷达测距系统的中频信号处理电路设计

中频信号处理电路是雷达测距系统的核心硬件。在计算得到滤波及放大电路的关键参数后,基于双运放MC33078,设计实现了包含高通和低通2个单元的滤波电路;利用可调增益放大器AD603和静电计级运算放大器OPA128等设计实现了可调增益放大器、峰值检波电路和AD/DA转换电路。对所设计的关键电路进行了模拟验证,并通过对静态目标的测距实验,验证了中频信号处理电路对雷达测距的适用性和测试值相对于计算值的准确性。     

原子力显微镜探针振动信号检测电路设计

针对基于模拟电路的原子力显微镜探针振动检测系统噪声高,抗干扰能力差,以及基于数字集成电路的检测系统对不同控制系统兼容性差,成本高的缺点,且探针位移小,频率高的特点以及光电信号检测的准确度和精确度都对成像质量有直接影响,文中设计一种高增益、宽频带的基于运算放大器的探针信号运算处理电路,实现对原子力显微镜四象限微弱光电信号的检测、放大、逻辑运算以及滤波功能。实验表明:电路可以对四象限微弱电流信号进行I-V转换,放大增益可以达到40 d B以上,同时逻辑运算电路可检测共振频率为70 k Hz～2 MHz的探针振动信号,涵盖了原子力显微镜的探针振动工作范围。该电路很好地抑制寄生电容的影响,检测系统整体热噪声低于■。     

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%.     

气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析

针对航空发动机气路静电传感器输出信号微弱且易受外在及固有噪声影响的特点,设计了一种新型静电信号处理电路。基于静电传感器感应电极的等效电路模型,设计高输入阻抗FET运算放大器作为采集模块,采集输入信号并实现电流值到电压值的转换;进一步利用低噪声测量放大器作为信号放大模块将微弱信号放大;使用直流电池作为电路供电模块,以隔绝外在电缆引入的工频干扰。对电路的增益、带宽及噪声特性进行分析,通过Multisim软件进行电路仿真;最后通过实际信号测试对电路的信号处理效果进行验证。仿真及测试实验结果表明:设计的电路能够有效放大静电信号并减少毛刺噪声,具有良好的处理效果。     

水平管道中瓦斯爆炸火焰传播速度测量

在煤炭工业中, 瓦斯爆炸事故经常发生, 造成了巨大的人员伤亡以及材料性能的破坏. 在研究瓦斯爆炸机理过程中, 火焰前端传播速度是最重要的因素之一. 根据中北大学水平管道实验装置设计了一套火焰速度测量系统, 用于研究在密闭管道内圆环障碍物的数量和阻塞比对火焰传播速度的影响. 结果表明, 障碍物对瓦斯爆炸产生的火焰具有明显的加速作用. 随障碍物数量和阻塞比的增加, 火焰加速更加明显且持续更剧烈. 其中, 障碍物数量对火焰加速持续的作用更大, 而障碍物阻塞比的作用不明显.     

电阻在线测量的电路设计

分析在线测量电阻的工作原理,设计出四量程在线电阻测量仪的电路并对其元器件及参数做出选择。     

抛弃式海水电导率测量电路设计

介绍了一套基于单片机的海水电导率测量系统,是国内正在研究的抛弃式盐温深测量系统中的一部分.在硬件的设计实现过程中,采用了温度补偿、低温漂整流等技术来克服海水温度变化40 ℃对传感器和电路的影响.经实验证明,该系统测量海水电导率的精度达到±0.08 mS/cm.     

热式质量流量计测量电路设计

介绍了热式质量流量计的测量原理，根据热扩散原理，推导出铂电阻传感器测量参数与质量流量的关系表达式。提出了测量质量流量的两种方法：恒温差法(即加热电阻与被测流体温度差恒定)和恒流法(即加热电流恒定)。重点分析了恒温差法测量电路的主电桥和副电桥的工作原理，主电桥实现温差与加热电阻比值恒定，副电桥将测温电阻等比例放大，给出了桥式电路参数的选择方法。最后指出了热式质量流量计的特点和存在的不足，测量电路已经过实验验证。     

微尺寸探针测量技术

原子力微探针具有极高的垂直方向位置灵敏度,其针尖半径可达几十纳米量级,这就为微纳米尺度的三维坐标测量提供了可能性.本文基于原子力微探针瞄准原理并结合二维微位移系统和高精度电容传感器,研制了微尺寸测量系统.     

发射率在线测量系统及其电路设计

针对目前对在线发射率测量的迫切要求,设计了新型的在线发射率连续测量系统.通过对在线发射率测量模型进行误差分析,建立系统误差因素模型,对测量系统进行了总体设计.根据传感器特性及测量要求,墓于ADuC845芯片和磁耦隔离技术对系统电路进行设计,充分考虑了抗电磁干扰(EMI)能力,提高系统的可靠性和电磁兼客性.实验结果证明该测量系统满足一定条件下在线发射率测量需要.     

直流电压的单片机测量电路设计

介绍由单片机AT89C51、A/D转换器MAXIM ICL7109组成的直流电压测量电路。     

用于介电常数测量的阻抗匹配电路设计

为建立250B网络分析仪的正向传输参数相位差与介电常数平方根之间的关系,需要准确测量相位差,而250B网络分析仪的同轴电缆与测量探头阻抗不匹配造成相位差的测量误差较大,为解决此问题,采用双π型电阻网络补偿探头等效阻抗。通过对10种液体介质的实验,确定最佳探头等效阻抗,进而确定π型网络的电阻值。实验结果表明,增加阻抗匹配电路后的系统可以建立相位差与介电常数平方根之间的线性关系,该模型的相关系数为0.989,均方根误差为0.175。根据模型计算得到的介电常数与实际介电常数的相对误差为-4.22%~+3.45%。表明该设计可以用于测量溶液的介电常数。     

旋转加热辊温度测量电路设计

针对工业用旋转加热辊温度测量系统存在精度低、可靠性差、系统复杂等问题,给出了一种针对旋转加热辊温度测量电路的设计方法。该方法首先对加热辊温度测量的原理进行了分析;然后设计了基于DSP和PWM技术的温度测量方案,测温电路被制作成圆环形PCB,直接安装在加热辊转轴上,随辊体一起旋转,实时采集温度信号,再利用温度信号和PWM信号占空比呈线性关系,通过PWM信号的占空比即可反知温度大小,整套电路均通过DSP控制;最后给出了关键的信号调理电路,并通过实验证明了该方案的正确性和可行性。研究结果表明,该设计方案能满足工业用旋转加热辊温度测量对高精度、高可靠性的需求,有利于提高测温性能,具有一定的实用参考价值。