基于MULTISM的智慧家居双极性信号隔离电路仿真

在智慧家居的传感器数据采集系统中,从电子系统抗干扰性能考虑,传感器的输出信号与采集系统是不能共地的,这就需要设计隔离放大器,将传感器的输出信号尽量不失真地传输给采集系统。为此,使用高线性度模拟光电耦合器HCNR200设计了一种隔离放大器,能对单极性电压和双极性电压进行隔离传输。介绍了根据不同的输入电压计算电路参数的方法,给出了相应的电路原理图,并通过MULTISM17.0仿真软件验证了所设计电路的正确性和可行性。     

具有多种输出方式的风向传感器设计与实现

为了增加风向传感器的使用灵活性,本文设计了一种可配置为电流或电压输出的风向传感器。该传感器利用单片机采集风变换器数据,并可以控制输出电路输出4-20mA电流信号、0-20mA电流信号、0-5V电压信号、0-10V电压信号中的一种信号。该传感器具有性能可靠、精度较高、使用灵活等优点,可以广泛用于各行业的风向测量。     

基于AD620的微弱信号放大器设计

为了解决微弱信号放大电路中零点漂移、放大失真等缺陷,设计了一种基于AD620的高精度微弱信号放大器.该放大器是以仪表放大器AD620为核心,辅以电压跟随器和二阶低通滤波电路,来滤除电路中的噪声信号提高放大精度,利用零点漂移电路来调整电路输出零点,保证传感器未动作时,电路输出的放大电压为零.实际测试结果表明,该电压放大器...     

电容式微机械惯性传感器信号检测技术研究

针对具有差分电容接口的微机械惯性传感器提出了一种基于电荷放大器和相关检测技术的接口电路方案.采用电荷放大器作为电容-电压转换电路,来去除传感器本身以及传输导线引起的寄生电容的干扰.利用PSPICE模拟了桥路的不对称性对电路输出的影响,经过比较采用单载波差分电桥结构以进一步增大电容检测的灵敏度.采用相关检测技术进行解调,通过解调电路对前置输出电压和载波信号进行相关运算从而消除电路的宽频噪声;给出了包括布线、接地、去耦等电路工艺的设计原则.采用一组标定电容作为传感器的模型进行了实验,实验电路灵敏度可以达到195V/pF,最小分辨率为1fF.采用该方案能够满足对普通精度的电容式微机械惯性传感器信号的检测.     

多通道隔离电流输出型变送器信号调理系统

设计了一个应用于电流输出型变送器的多通道隔离信号调理系统,它集I/V转换电路、放大电路、滤波电路、隔离设计于一体,实现了将4～20 mA电流信号转换为可被A/D采样卡采集的电压模拟信号.经实验验证,该系统转换精度高、稳定性好、抗干扰能力强,已被应用在工程实践中.     

基于集成芯片的细胞生理参数自动分析仪的硬件设计

基于集成芯片的多功能细胞生理自动分析仪需要对微电极阵列传感器(Microelectrode Array Sensor, MEAS),光寻址电位传感器(Light-Addressable Potentiometric Sensor,LAPS)和细胞电阻抗传感器(Electric Cell Substrate Impedance Sensor, ECIS)3类传感器的输出信号进行检测.文中介绍了针对MEAS设计的专用前置放大电路;针对LAPS和ECIS,以AD5933集成阻抗转换芯片为核心,设计了电压衰减(增益)电路、电压偏置电路、频率扫描电路和偏压扫描电路,信号的放大采用了微弱电流采样技术.利用MSP430单片机编程实现了对整个系统的控制及与PC机的通讯.最后完成了对硬件系统的测试,结果表明文中的设计基本达到了系统检测的要求.     

基于HCNR201的高精度模拟信号隔离电路设计

为解决煤巷掘进过程中的探掘矛盾,研制了基于双频激电法和电场聚焦偏转效应的矿用聚焦双频激电仪。该仪器要求输出单路幅值可控、5路相互隔离的双频调制方波电流,同时完成输出电压电流值的高精度隔离采样。论文深入分析了基于线性光耦HCNR201的高精度线性隔离放大器的工作原理,从理论上推导了电压传递函数关系;提出了矿用聚焦双频激电仪隔离电路设计方案,完成了高精度模拟信号隔离电路设计(包括输出电压电流隔离采样电路及电压隔离控制电路)。通过搭建电压隔离采样电路并对其测试结果精度进行分析,表明该电路可实现0~2.5 V直流电压信号的高精度采集。     

核电站辐射监测系统BDCDE2DI型信号IO模块研发

秦山核电一厂的辐射监测系统中所使用的M-2024就地处理箱外接模拟量输入信号标准为0V～10V,经A/D转换后进行设备规定的某种控制。外部输入的各种电流信号需转换为电压信号,原有信号转换设备均已停产且无升级替代产品。为保证整个辐射监测系统的正常运行,确保整个核电站运行稳定安全,亟需一种能够保证原有I/O模块功能,且能运行稳定,安全可靠性高的新产品。本发明包括输入电流信号转换及隔离电路、直流电压起振电路、双电压稳压输出电路和运算放大偏置及输出电路。可以实现将输入的相互独立的两路电流信号转换成对应的两路电压信号进行输出,并将输入和输出信号进行隔离,避免相互干扰,且能够在工作环境温度发生变化时可以保证偏置电压精度。     

基于应变片阵列的机器人变刚度关节力矩传感器研究

设计了一种新型的机器人关节力矩传感器,主要用于获取关节处的力矩和转角信息,以此来计算关节刚度。传感器是由传递力矩的弹性体、旋转电位计和信号处理电路组成。弹性体通过结构参数的设计与优化来提高灵敏度。信号处理电路一方面用于对旋转电位计的输出电压信号进行滤波,另一方面对由2×2应变片阵列组成的两组全桥电路进行放大和滤波处理。最后,通过对传感器进行加载实验获得力矩、角位移与输出电压的关系,采用最小二乘法对传感器进行静态标定。传感器输出的转角和力矩信息可作为控制系统的调控依据。     

一种可同时兼容四/五线制LVDT传感器调理电路设计

文中提出了一种可兼容四/五线制LVDT传感器信号调理电路。该电路的优势是不需更改硬件可对四/五线制LVDT传感器信号进行调理,将LVDT传感器位移比率信息转换为直流电压的幅值,幅值与比率成正比。该电路基于某集成LVDT调理芯片实现,通过五线制接口调理电路、四/五线制接口切换电路实现四/五线制LVDT传感器的兼容设计。并使用LVDT仿真板卡搭建了试验平台,完成了对该电路的验证,结果表明输出电压与LVDT传感器位移具有较好的线性度,全量程最大误差为-0.3%,并且输出电压幅值可通过电阻R₇调节。     

可编程光频转换器TSL230及其应用

ＴＳＬ２３０可编程光／频转换器是新一代智能传感器,它在单片电路中集成了一个可配置的硅光电二极管和一个电流／频率转换器,可直接输出正比于入射光强度的频率信号,该器件能直接和微处理器接口,以极低的代价实现较高精度的光强检测和光强信号的数字化文中介绍了ＴＳＬ２３０的主要性能和使用方法。     

铁路大型养路机械信号干扰与抑制方法研究

为抑制对讲机高频载波信号对铁路大型养路机械传感器信号的干扰,通过使用高频示波器采集干扰信号并对电感式开/关量传感器的工作原理进行分析,同时运用仿真软件对高频干扰信号与传感器内部的LC振荡电路进行仿真;通过仿真分析发现高频干扰信号与传感器电源信号相叠加影响了LC振荡电路的正常起振;并在π型电源滤波电路的基础上通过仿真计算结合现场试验的方法找到合适的滤波电感值,最终消除了高频干扰对传感器的影响使传感器工作正常。     

Atmega8单片机在管道微型机器控制系统中的应用

该微型机器控制系统采用高性价比单片机Atmega8组成控制单元,在管道内通过管道微型机器的感知原件对管道内部环境信息进行采集,上位机对这些信息进行处理,Atmega8微处理器读取并储存数据,通过无线数据传输发出速度控制信号,速度传感器接收信号并经过PID运算,转换成电压信号控制电磁电路完成机器的各种动作。单片机Atmega8执行速度高,处理代码速度快,硬件电路与外围电路相对简化,便于调试。     

超声波远距离振动信号检测系统的设计

在机械设备状态监测与故障诊断中,振动信号是一个重要的状态参量。本文针对压电式、电涡流传感器等常规的振动测量方法和仪器在特殊环境中的局限性,提出了基于超声波的非接触式检测方法,研究并设计了系统检测装置。该检测装置主要由超声波发生模块、超声波接收模块和基于LabVIEW的数据采集/处理3个部分组成,利用该装置对振动对象进行远距离测量,并同时用传统测量仪器(电涡流位移传感器)作对照实验,得到较理想的检测结果,验证了该超声波振动检测装置的有效性和可行性。     

基于CPLD设计的增量式时栅传感器增量信号处理电路

介绍了增量式时栅位移传感器的工作原理,在分析信号产生及增量测量方法的基础上,采用D触发器工作原理设计了防重复计数电路模块,并采用VHDL语言设计了增量及方向信号产生电路模块,解决了时栅传感器信号处理电路的增量信号输出问题。通过对增量信号处理电路在CPLD中的综合时序仿真,验证了电路设计的正确性。CPLD可再编程的特点便于后续开发对传感器测量处理电路的升级。     

自动气象站蒸发传感器校准系统的研究

为了解决自动气象站蒸发传感器的电信号故障排除问题,对自动气象站蒸发传感器电信号进行了分析和研究,设计出一种模拟电信号校准系统,该系统以电流变送器XTR116、高精度AD/DA转换器和单片机MSP430为核心,采用软硬件校准相结合的方法,设计了软件程序和硬件电路。实验结果表明,该系统工作稳定,可靠性高,测量精度可达0.9%,可用于对自动气象站蒸发传感器输出电流信号的准确校准。     

基于位移信号和近似熵的轴承加工质量动态检测技术

该文提出通过高精度电涡流传感器来采集轴承表面位移信号,并使用近似熵指标对信号进行分析,最终实现滚动轴承动态质量的评估。实验结果表明,所提出的方法能够清晰地鉴别轴承损伤位置及缺陷类型,为实际生产提供了参考和依据。     

串并转换思想与绝对式时栅传感器的频响特性研究

在分析绝对式时栅位移传感器频响特性的基础上，介绍了一种在数字信号处理电路中的数据串并转换思想，并提出了一种基于串并转换思想的绝对式时栅信号处理电路设计方案。信号处理电路采用了复杂可编程逻辑器件（CPLD）芯片，预处理电路将测头信号进行模数转换后，经可编程多路切换器模块处理，自适应地将原始测头信号分别转换为对应的多路并行信号，各路对应的分频信号通过比相电路及传感器信号处理电路模块运算后转换为绝对位移脉冲测量信号，最后将多路绝对位移脉冲测量信号进行并串转换操作输出测量值。对信号处理电路进行了仿真，结果证明，该方法可大大提高时栅位移传感器的频响特性，从而为绝对式时栅位移传感器提供了一种应用于动态测控系统的解决方法。     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

Hybrid integrated sensor for position measurement

The design, fabrication and performance of an integrated two-dimensional position-sensitive photodetector are presented. The optoelectronic device used as the sensitive element in the circuit is a full-area position-sensitive photodiode (PPD) with high linearity over the full sensitive area. The PPD is integrated with the analogue electronics in a hybrid circuit using thick film technology. The analogue electronics include the signal amplification and the signal conditioning to form the output signals proportional to the light beam centre position at the sensor surface and an output signal proportional to the light beam intensity. Using hybrid integration, a new position-sensitive transducer is developed, giving output signals which can transmit above large distances without problems and drive directly actuators in any control system.