基于阵列式电容传感器的流速测量

为了解决气固两相流物体在管道中传输速度难以测量的问题,设计了一种基于阵列式电容式传感器系统的硬件和软件。硬件部分包括电容式阵列传感器的设计、流速测量电路、以太网通信模块和模数转换模块等。软件部分主要包括基于STM32F429最小系统的软件设计、电容数据采集转换程序以及以太网通信程序等。实际实验结果表明,测得流速数据的实际值相比于理论值误差在5%以内,该系统具有稳定性好,测量精度高,传感器设计简单等特点。     

并联机器人末端轨迹测量系统设计

针对机器人末端轨迹检测问题,提出了一种基于拉线传感器的并联机器人末端轨迹追踪系统。该方案采用拉线式位移传感器与角度传感器作为数据采集端,经数据采集卡传递给计算机进行数据处理,实现末端轨迹测量。最后,设计试验样机并基于 Ｃ＃ ＷｉｎＦｏｒｍ 模块编写数据处理模块,从而实现仿真结果与实际相互印证的目标。     

直线超声电机特性测试系统的设计及试验

针对现有直线超声电机特性测试系统存在的测试精度低、功能单一和自动化程度低的问题,笔者设计了一种直线超声电机特性测试系统,主要由电机驱动模块、数据采集模块和测试控制及数据处理模块3部分组成。电机驱动模块以STM32F429微控制器为核心,可方便实现对驱动信号的电压、相位以及频率等参数调节;数据采集模块主要由位移传感器、拉压力传感器和高速数据采集卡组成;测试控制数据处理模块主要由PC机实现。利用该系统对一种蝶形直线超声电机的机械特性和瞬态特性进行了测试,结果表明:该系统可很好地实现对直线超声电机的特性测试,而且操作简便,易于扩展。     

基于ZigBee协议的矿用设备数据采集分站设计

针对煤矿井下工况环境复杂,数据采集监测系统布线繁琐、功耗大、通信质量不稳定等问题,采用ZigBee无线传感器网络技术与STM32嵌入式系统设计了一种面向矿用设备的数据采集分站。首先对数据采集分站进行了总体方案设计,然后详细介绍了基于ZigBee技术的无线数据采集模块、有线数据采集模块、主控模块与WiFi通信模块的软、硬件设计方法,最后对其通信性能进行测试。结果表明该设计能够有效实现无线以及有线方式的数据采集、模数转换、分析处理、存储显示等功能,在测试范围内具有误包率低、通信质量稳定等特点。     

便携式鞋底舒适性检测系统

便携式鞋底舒适性检测系统是测试人在站立和行走时,足底和鞋底之间压力的可视化工具。系统由两部分组成:第一部分属于系统硬件部分,包括鞋垫阵列式压力传感器、接口电路、数据采集控制及数据处理模块、无线数据传输模块、充电电源供电模块;第二部分属于系统软件部分,包括实时数据采集显示模块、数据保存模块、数据回放模块、实时测试录像模块。系统采用无线通信,可以对人行走中的步态录像,以2D和3D图像直观的显示足底压力数据,并且可以回放数据打印数据报告以供研究分析。     

一种扩散硅压力传感器温度补偿系统的设计与实现

:针对扩散硅压力传感器温度特性差的问题,系统提出了一种基于补偿电阻的温度补偿系统.在系统设计方案的基础上,采用模块模块化设计思想和嵌入式系统设计方法,分析并实现了数据采集模块、传感器主板、ZigBee无线通信模块和电源管理模块,软件系统在移植uC/OS-Ⅱ的基础上实现了多任务管理,完成了数据采集和传输,在上位机系统中计算出补偿电阻并进行校准.经过现场运行,证实系统稳定性高,测试结果准确,达到了设计要求.     

基于VC＋＋的钻机起升综合实验装置监测系统设计

设计了一种基于VC＋＋编程环境的钻机起升实时监测系统。该系统主要由传感器、数据采集部件、通信接口电路、PC机及相应的系统软件构成。系统软件在Microsoft Visual C＋＋6．0集成环境下开发,采用模块化的设计思想,主要包括数据采集模块、报警模块、数据保存模块、数据处理和分析模块。     

加速度传感器静态标定数据无线采集系统的设计

在传统加速度传感器静态标定设备的基础上,设计了一种无线数据采集系统.该系统以低功耗射频芯片CC2430为硬件核心,LabVIEW 8.20为系统软件开发平台.加速度传感器产生的电压信号经过无线收发模块中CC2430内部A/D采样,通过天线发送出去;与PC机相连的无线收发模块接收到数据后,通过USB口传输数据.系统具有功耗低、安装简便、数据存储和显示等功能,简化了数据采集过程,提高了采集效率.     

航空转速传感器数据采集系统的设计研究

借助于CAN总线和DSP技术,设计了转速传感器数据采集系统,它相当于一个智能传感器。该系统由转速调理模块,显示模块,DSP与CAN总线接口模块等组成。该系统能够实现对转速信号的精确采集、测量、显示以及高效、安全通信等功能。     

内燃机振动信号前端调理模块设计

振动传感器广泛应用于内燃机的监测与诊断之中,但振动传感器的正常工作需要恒流源提供稳定的电流支持,同时,由于振动传感器信号极其微弱、工作环境干扰大,所以振动信号在进入后端数据采集系统之前,需要进行放大、滤波等处理,以满足数据采集系统的要求。介绍了一种内燃机数据采集系统前端调理模块的设计方法,实现了振动传感器恒流源供电、信号滤波的功能,特别是程控放大功能,通过串口通讯,上位机控制调理模块的单片机以设置或读取信号的放大倍数,相比以往开关控制信号的放大更简洁、方便。     

稀疏基阵水下声成像的压缩感知方法

声传感器基阵式成像是水下目标探测的主要方法之一。在保证成像质量的同时,采用稀疏基阵是降低系统复杂性的有效途径。另一方面,成像方法也是关键技术之一,其性能直接决定成像质量的优劣。在前期研究的稀疏阵基础上,提出了压缩感知成像方法用于水下成像。回波经传感器基阵接收并进行信号分离后,获得各虚拟通道信号,利用压缩感知方法进行成像。在提出的成像方法中,采用了自适应块贝叶斯算法,它能够在噪声环境下较为准确地恢复图像。此外,根据声信号特点设计字典,并按算法特性设计了数据排列规则。实验表明:通过自适应块贝叶斯算法的压缩感知成像能够可靠地对水下目标进行成像,目标的几何特征明显。     

基于LabVIEW的电子分析天平管理系统设计

针对传统的电子天平测数据记录繁琐,测量数据的可操作性差,设计一种基于LabVIEW的高精度电子分析天平管理系统,介绍了利用超低功耗单片机MSP430F449为核心处理器,CS5532为AD转换器的高精度电子分析天平的硬件结构及工作原理,详细阐述了LabVIEW通过VISA通信的软件流程和部分模块结构的实现方法,并对系统的上位机软件安全性做了简要介绍.实测结果表明,该管理系统安全可靠,操作简便,成本低廉,有很强的数据处理能力.     

某有源相控阵天线阵面风液混合散热系统设计

文中针对某有源相控阵天线设计了一种风液混合散热系统,既解决了相控阵天线高热流密度散热问题,又实现了天线阵面一体化集成设计。针对风液混合阵面的热环控技术要求,从阵面系统布局、热设计、热仿真优化等全流程解析了天线阵面散热系统的设计过程。最后,通过产品实物验证了该天线阵面风液混合散热系统的可行性,可为后续天线阵面散热系统设计提供工程参考。     

LED阵列式紫外固化光源光学系统设计

设计了一种新型的LED阵列式紫外固化光源系统,该系统主要包括多路可控恒流源,紫外LED空间阵列及光学系统等,其中紫外LED空间阵列结构提高了光源的辐照度和均匀性。在分析光源结构的基础上,对其光学系统进行了设计,给出了LED空间阵列光学系统的设计方法和设计实例,并利用Light Tools光学仿真软件对其进行了模拟。结果表明:采用该光学设计方法得到的空间阵列辐照系统,其紫外辐照度可达200 mW/cm²,辐照面上光强分布均匀稳定,能够满足紫外光固化过程对光源的指标要求。     

提高FLASH存储系统速度和安全性的研究

介绍所设计的高速、大容量存储系统的改进方案。采用固态存储芯片FLASH（闪存）为存储介质,FPGA（现场可编程门阵列）为存储阵列的控制核心,确保外部高速数据的输入;设计新的坏块标记方法,提高数据保存的安全性;充分利用FLASH忙时间,实现对高速实时数据的可靠存储。     

新型接近式柔性电涡流阵列传感器系统

介绍了一种采用柔性印刷电路板工艺制作的新型接近式电涡流传感器阵列及其测试系统,以实现大面积曲面间微小间隙的实时监测。基于时分多路的扫描测试方法,对传感器阵列的设计方法、加工工艺及基底材料进行研究,设计了分叉式结构的线圈阵列及细长扁平引线电缆的柔性传感器探头。对传统的调频式振荡电路进行改进,解决线圈品质因数小的问题,提高了传感器系统的测试性能。试验结果表明,在2 mm的量程范围内,传感器系统的测量精度优于±0.5%,适用于曲面间隙的在线监测。     

Ball array calibration on a coordinate measuring machine using a gage block

The distances between the balls of a ball array used in machine geometry calibration have to be very accurate. These distances can be calibrated using a laser measurement system, which requires specially designed optical devices and measuring probes. In this paper, a new and economical alternative method for calibrating the ball array is described. A single gage block is used for measuring the standard distance at the starting position. Then, the exact distances between the balls can be obtained by using the coordinate measuring machine (CMM) probe motion. This method does not depend on the accuracy of the CMM. Also, this method does not require expensive instruments or devices, but a CMM and a gage block. A simple “parallel-plane” bracket, mounted on to the measuring end of a CMM probe, is used to determine the centers of the balls automatically and accurately.     

Centralized PI controllers for interacting multivariable processes by synthesis method

In this article, two methods of designing a centralized control system for multi-input, multi-output (MIMO) processes are presented. Centralized proportional-integral (PI) controllers are designed based on a direct synthesis method. The inverse of the process transfer function matrix in the direct synthesis method is approximated based on the relative gain array concept. The method is further improved by using a relative normalized gain array, and an equivalent transfer function for each element in the process transfer function matrix is derived for the closed-loop control system. The transpose of the effective transfer function is used to approximate the inverse of the process transfer function matrix. The simulation studies demonstrate the effectiveness of this method. The proposed centralized controllers reduce the interactions better than recently reported decentralized controllers do. A centralized controller designed based on a relative normalized gain array (RNGA) gives a better performance than a centralized controller designed based on a relative gain array (RGA).     

带有炸点识别的图像采集系统设计

针对大范围炸点三维坐标图像测量过程中相机准确采集图像的问题,设计了可用于炸点识别的图像采集系统,以面阵相机采集到的图像数据为源信号,设计相应的算法自动识别炸点目标,从而为后续的图像采集及处理提供依据。设计了面阵相机图像采集的硬件,给出了炸点目标检测和识别的图像处理算法。实验验证表明,设计的算法可有效识别炸点图像中的火光、烟雾等信号。所研究的自动识别炸点目标图像采集算法和硬件,能减少相机存贮空间,提高靶场测试效率。     

基于中心积分法的11维集成光波导芯片封装系统

研制了基于中心积分法的集成光波导芯片封装系统,该系统在空间11维上实现了光波导器件的位置调节,通过高精度对准和改进后的中心积分法快速准确地实现芯片对准。在单芯光纤-条波导-单芯光纤系统的封装测试实验中,端面耦合损耗的平均值为0.113 6 dB,单次耦合损耗的最大值＜0.13 dB,标准偏差＜0.02 dB,单次耦合时间＜2 min。在单芯光纤列阵-1×8波导分支耦合器-8芯光纤列阵的封装生产中,各通道插入损耗均＜10.5 dB,均匀性指标＜0.4 dB,单次耦合时间＜5 min。数据证明,该系统已完全达到商业化标准,具有良好效果和实用性。