Design of a trimmed current reference with a low temperature drift

Component tolerances and mismatches due to process variations severely degrade the performance of bandgap reference circuits. Based on device mismatch models, a current reference I_ref with adjustable output current from 15μA to 80μA is designed. A compensated circuit is used to reduce the temperature drift. To achieve more accurate current reference, an 8bit bi-directional trimming array with 127 current levels is proposed. This digitally programmable array is binary weighted for accuracy and flexibility. Simulation shows that the temperature coefficient is 26ppm/℃ over the wide range of -40℃ to 120℃when the output current is 15μA. Based on the CMOS 0.13μm technology, the measurement results show that the trimmed range and precision for current reference are -14.3％·I_ref～14.3％·I_ref and 0.11％·I_ref, respectively. The circuit could be applied to high precision A/D and D/A converters.     

基于交流-直流变换的光电式电流有效值传感器

提出一种基于交流－直流变换器的光电式电流传感器,可用于工频电流有效值的测量。传感器的组成主要包括铁芯（或空芯）电流互感器、交流－直流变换器、分流器、发光二极管及其驱动电路、塑料光纤和光电检测与放大电路。对 ５～ ４００ Ａ工频电流进行实验测量,并采用含有自然对数的拟合函数对测量数据进行非线性拟合,得到传感器标定曲线的最大引用误差低于１．５％。     

基于同步补偿法的精密温度测控系统设计

设计了一种高精度温度测控系统。在恒流源测温电路中接入基准电阻作为系统测温的零度基准,放大电路对基准电阻与铂电阻两端的电压差进行放大;采用同步补偿法,在测温电路中接入采样电阻以获取A/D转换所需的参考电压,消除了恒流源电流的波动对系统测温性能的影响;通过分段线性化的方法对铂电阻测温的非线性进行补偿。基于MAX1968构建了高集成度的TEC驱动电路,采用增量式PID控制算法实现高精度的温度控制。实验结果表明,系统测温标准差为0.024℃,控温精度为±0.119℃。     

电子式互感器的研究及其在智能变电站的应用

电子式互感器具有高精度、高可靠性、宽响应带等特点,相较传统电磁式互感器更能适应变电站智能化的发展趋势。通过对有源电子式互感器和无源光电互感器的介绍、分析,从经济性、可靠性、安全性等多方面阐述了电子式互感器的优越性,并介绍了相应合并单元的功能特点。以某220kV智能变电站为例,提出智能变电站电子式互感器的选型和设计方案,以及配套合并单元的安装方案。     

无合作目标激光测距仪光学系统设计

利用相位式测距原理的激光测距仪,在无合作目标近程测距（0.2-100m）时,采用可见激光瞄准,这对激光光斑有非常高的要求,光斑在被测目标上的大小即激光准直程度,直接影响测距精度和测程,因此,光学系统的设计就非常重要,解决这样的问题对提高无合作目标的测程与精度是非常有益的。     

高精度电流求和型分段曲率补偿的基准电流源

基于电流求和原理和跨导线性结构,设计了一款分段曲率补偿的基准电流源,并对电阻进行了温度特性优化。所设计的电路无需运算放大器,具有功耗低、结构简单、精度高和电源抑制比高等优点。在0.4 μm BCD工艺下,经HSPICE仿真验证表明,在-40℃~125℃的温度范围内电流仅变化0.06 μA,温度系数为27 ppm/℃;在25℃、7~20 V范围内,基准电流变化率0.000 68%/V;在12 V工作电压下,电路的静态电流为128.09 μA。该电路可用于高电压、低功耗、高精度的系统设计中。     

基于多CCD拼接相机测角精度检测

在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一.,在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统测角精度检测方法.实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其它光电测量设备有参考价值.     

高精度半导体激光器温度控制系统技术研究

本文给出了一种利用高信噪比的运算放大器与半导体制冷器设计的激光光源电路驱动系统,以及半导体激光器的稳定度实验测量结果。实验证明,本驱动系统能为半导体激光器提供高稳定度的恒温控制（ATC）,温度控制精度可达0.01℃,波长控制精度可达0.1nm,而且提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性。     

数控凸轮轴磨床加工过程的智能控制

由于现有数控凸轮轴磨床磨削凸轮的轮廓和尺寸精度均受到限制，为了提高加工精度、生产效率，对模糊神经网络控制器进行了研究，利用它来控制数控凸轮轴磨床的加工过程，用梯度法实时修正模糊控制器的输入和输出隶属度参数，得到一种在线模糊自适应控制的方法，通过仿真实验证明该方法是可行的。     

基于扩张状态观测器的鲁棒转子磁链估计研究

提出了新型的基于线性扩张状态观测器的感应电动机转子磁链估计模型。以两个独立的线性扩张状态观测器观测定子电流,用分别被扩张的两个状态构建闭环转子磁链观测器,根据Lyapunov稳定性理论推导满足转子磁链观测器渐进稳定的反馈增益矩阵和转速估计自适应律。利用Matlab进行了仿真,分析了电机参数变化对磁链观测和转速估计精度的影响,表明了提出的模型对电机参数变化具有强鲁棒性。     

高压电气设备泄露电流检测传感器的研究

电力设备绝缘在线监测技术已成为保证安全发电和供电、及时发现事故隐患、减少停电检修、提高供电可靠性的重要技术手段,高压设备绝缘在线监测的关键技术是泄露电流的采集,为此分析了单匝穿芯式与多匝串入传感器的结构原理,从变电所被测高压设备性能以及现场情况出发,阐述了单匝穿芯式传感器本身具有信号弱、稳定性差及难以长线传输等缺点,因此传感器设计时应采用多匝串入式;并对目前通用的三种铁芯材料即冷轧硅刚片、坡莫合金和超微晶合金的性能进行比较,分析了各种参数对传感器特性的影响,得出采用坡莫合金为铁芯材料可以增强输出信号幅值,减少误差,利用补偿;通过LDHL－250型漏电流传感器试验数据,对传感器特性进行了分析;指出影响传感器精度的主要因素,并提出对传感器误差减匝补偿、差动补偿和软件补偿方法。     

视觉测量中光学测头姿态估计方法

基于光学测头特征点成像的单机视觉坐标测量系统具有测量空间大、测量精度高及可进行现场测量等优点,是替代传统的大型坐标测量机的最有发展前途的技术方案之一.为实现该测量方法,必须先解决光学测头姿态估计问题,为此,提取一种利用SVD与矢量观测值的姿态确定方法.首先,通过基于SVD的5点优化算法确定特征点的空间坐标;然后,利用特征点的测头坐标和空间坐标建立关于测头坐标矢量、像机坐标矢量的矩阵方程,优化求解矩阵方程确定光学测头(测头坐标系)相对于像机坐标系的姿态.该算法利用所有数据冗余信息,提高了测量系统的精度和稳定性.实验证明,该算法切实可行,系统的单点重复性及测量不确定度<0.1 mm.     

以单片微机实现有功功率的实时测量

给出一种新型有功功率的实时测量系统．该系统以高性能１６位单片微机８０Ｃ１９６为核心构成．采用霍尔（ＨＡＬＬ）传感器直接产生电压和电流的乘积信号，８０Ｃ１９６对此信号采样并对连续一个工频周期的采样信号进行数值积分以实现对有功功率的快速测量．由于系统频率的变化而导致的积分误差可以通过８０Ｃ１９６对频率的实时测量进行补偿．给出装置的各种动态模拟实验结果，结果表明，所研究开发的这种装置能够在各种运行情况下快速并准确的实现对有功功率的测量．     

改进型链路负载自适应抽样测量算法

为了提高网络负载测量的效益和灵活性,在对自适应控制理论及实际流量特征进行研究后,提出了一种改进型的网络负载自适应抽样测量算法, 并对该算法的优越性及改进前后算法的性能对比进行了仿真研究. 结果表明,改进型算法不仅降低了测量开销,而且还可将测量精度提高40%以上. 另外,该算法可提供不同可视化粒度输出,使网络负载测量具有更大的灵活性和可操作性,更适宜于高速、高突发程度的网络测量环境.     

一种星敏感器光机系统结构设计与杂光分析

星敏感器是航天器实现高精度测量的重要组成部分,其姿态测量精度和指向精度都可以精确到角秒级.星敏感器的灵敏度很高,外界因素容易影响星敏感器测量的精度,杂光对星敏感器高精度测量的影响程度最大.根据应用指标,进行了一种改进型卡塞格林光学系统的结构设计,并通过模拟仿真,对系统的消杂光结构进一步实现了优化设计.利用增加主遮光罩叶片外倾角度、设计消光螺纹、加遮光筒长度、加大遮光筒直径等方式,完善星敏感器光学级系统自身的消杂光能力.最后进行整个光机系统的杂散光仿真分析,验证优化设计后的星敏感器光机系统符合应用要求.     

基于Matlab的数字散斑干涉图像处理

数字散斑干涉技术(DSPI)是一种高精度的光学测量技术,它适用于物体的形变及位移测量。因为其具有较高的测量精度,所以在航空航天、工业检测和生物医学等精度要求较高的领域都得到了广泛的应用。在数字散斑干涉技术中,条纹图像的处理是十分重要的。本文介绍了利用Matlab对散斑图像进行处理的各种方法和实际效果,包括令两幅图灰度值相减得到条纹图,图像的灰度增强处理,滤波处理,二值化处理和条纹的细化处理,最后提取出较清晰的条纹骨架线,为后续处理工作提供了基础。     

基于三角法测量的轮缘在线检测系统研究

基于三角法测量设计了一个轮缘在线检测系统,用以解决检测轮缘高度和宽度存在精确度难以保证、稳定性不高的问题.该系统由CCD高速摄像机加结构光发射器完成数据采集功能,再利用三角测量原理导出测量模型及其计算模型,在计算模型中根据轮缘高度和宽度的定义,完成对高度和宽度的测量,最终对轮缘磨损程度进行量化.经实际测试验证,该系统简洁实用可靠,测量精确度可达±0.3mm.     

混凝土内部应变分布式光纤实时检测方法及试验研究

布里渊散射光时域分析技术（BOTDA）是1种新型光电监测技术,可对沿光纤轴向的应变、温度进行分布式监测,并具有长距离、分布式、高精度和耐久性等特点,适用于结构的健康监测。系统介绍了基于BOTDA的混凝土内部分布式应变的检测方法,并通过试验研究标定了由气吹再灌浆技术铺设的埋入式传感光纤的工作性能,解决了工程应用中无法将长距离分布式传感光纤埋入混凝土内部的技术难题。试验结果表明,以气吹再灌浆技术铺设的埋入式光纤传感器能有效检测混凝土内部分布式应变,可应用于结构物的全面、长期、稳定、实时的健康监测。     

光学动态靶标动态精度检测实验研究

针对光学动态靶标动态精度的测量问题,研制了一套自准直法检测光学动态靶标动态精度的实验装置,对实验原理和实验过程进行了阐述,并对该系统进行仿真计算,结果表明该系统精度满足使用要求;介绍了光学动态靶标轴系精度的傅立叶级数展开的分析方法,对光学动态靶标动态精度进行了分析。研究的光学动态靶标精度自准直检测的方法能在360°的旋转锥角范围内进行连续的动态精度测量,结构简单,容易实现。     

一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置

为了检测旋转轴系径向跳动的精度,研制了一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置。该装置以与主轴同轴安装的主光栅为基准,通过指示光栅与主光栅同轴安装,对径放置两接收系统接收到两光电信号,利用相位计测出两信号的相位差,把旋转轴系的径向跳动量转换为两光电信号的相位差,经过换算,给出旋转轴系的径向跳动精度。分析了影响检测结果的因素,该装置已成功应用在旋转轴系的精度检测中,装置的测量误差不大于0.2μm。检测结果表明该装置具有结构简单,装调方便,测量精度高等特点。