壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计

基于壳层隔绝纳米粒子增强技术,开发了一种新型的等离激元拉曼光谱测试系统,该系统能够有效地提高被测物质的拉曼反射信号强度。壳层隔绝纳米粒子增强技术采用包裹了极薄的二氧化硅或者氧化铝壳层的单层金纳米粒子,能够产生较强的表面增强效应。整个测试系统的硬件部分主要包括双处理器（ARM和DSP）主控板、半导体激光光源、光谱仪、光纤探头和粒子施加装置;软件部分能够自动获取被测物质的拉曼谱图。这里,粒子施加装置用于自动地将壳层隔绝纳米粒子施加到被测样本中。在实验中,将测试系统用于检测食品违禁添加物三聚氰胺和孔雀石绿,以验证壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。实验结果表明,该测试系统具有较高的测试灵敏度和较短的测试时间,广泛地适用于食品安全中痕量物质快速检测。     

基于差动电容传感器的微动定位系统设计

设计并加工了一种结构简单、小巧的微动定位系统,该系统精度较高、扫描范围大且成本低廉.采用簧片结构设计系统的机械结构,使用压电陶瓷作为执行器件,使用差动电容传感器作为位移反馈,实现闭环控制,从而有效克服了压电陶瓷执行器件的迟滞和蠕变效应.介绍了微动定位系统的机械组成和差动电容传感器信号检测电路的工作原理,并对系统进行了测试和标定实验.实验结果显示:该平台能够实现15 μm的扫描,精度约为15 nm,且动态性能良好.     

双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计

拉曼光谱检测常常受到荧光干扰,而移频激发拉曼差分光谱法(SERDS)是一种有效抑制拉曼光谱荧光背景的方法。基于该方法,采用两个波长相近、基于体布拉格光栅技术的固定波长激光器,设计了一套拉曼光谱测试系统。通过控制激光器的功率和温度,保证了输出波长的稳定性。采用高灵敏度的薄型背照式面阵CCD,设计了光谱数据采集光路和电路。同时,在软件上实现了差分光谱的三种重构算法,即简单积分算法、带数值插值的简单积分算法和多重约束解卷积算法。在实验中,利用文中系统对强荧光背景的某品牌香油进行了拉曼光谱测量,分别采用这三种算法处理差分光谱进行光谱重构,并对比了重构效果。实验结果表明,设计的系统能够有效抑制荧光对拉曼光谱检测的影响。     

基于GTS卡的弯丝机器人数控系统设计

为了解决三维复杂金属线材和弹簧类零件的快速制造与生产问题,设计了一台具有X、Z两个移动轴和Y、A、B三个回转轴的五自由度弯丝机器人.采用PC+运动控制卡的开放式数控结构完成了系统硬件平台的搭建,利用MFC与控制卡提供的动态链接库完成了数控系统软件的编写,实现了系统的绝大部分功能,并应用于课题组设计的弯丝机器人系统中.     

基于脉冲式U-I 特性的高功率型LED 热学特性测试

热学特性是影响功率型LED光学和电学特性的主要因素之一,设计了一套基于脉冲式U-I特性的功率型LED热学特性测试系统,可以测试在不同结温下LED工作电流与正向电压的关系,从而获得LED的热学特性参数。该系统通过产生窄脉冲电流来驱动LED,对其峰值时的电压电流进行采样,同时控制和采集LED的热沉温度,从而获得不同温度下LED的U-I特性曲线。与其他U-I测试系统相比,文中采用了窄脉冲(1 s)工作电流,LED器件PN结区处于发热与散热的交替过程,不会造成大的热积累,大大提高了测量精度。实验中,对某功率型LED进行了测试,获得了该器件的电压、电流和结温特性曲线,并利用B样条建立该器件的U-I-T模型,进而实现了对其结温的实时在线检测。     

基于PCI总线的光栅传感器数据采集系统的设计

针对通用的光栅传感器数据采集系统存在的问题,介绍了一种新型的基于PCI总线的光栅传感器数据采集系统的设计方法.详细介绍了整个系统的硬件电路设计,包括光栅传感器信号的CPLD处理、PCI总线接口电路设计;同时对该系统的性能进行了分析.该系统已经成功应用于某型号的光栅传感器位移测量系统中.     

混合式步进电机空间矢量PWM逆变器死区补偿策略

针对步进电机传统开环控制运行效果欠佳的问题,结合矢量控制算法对两相混合式步进电机进行控制,通过逆变器产生正弦波电流对电机进行驱动。由于步进电机气隙磁场畸变和PWM逆变器的死区效应,使步进电机的运行电流掺杂大量谐波,低速工作时尤为严重。为了改善电机低速运行性能、抑制谐波干扰,结合混合式步进电机矢量控制的电流环进行优化,通过自适应线性神经网络（ADALINE）算法将谐波进行提取与抑制,然后进行电流方向判断,对逆变器的输出进行补偿。实验证明,所提出的补偿策略能够有效抑制两相PWM逆变器的电流谐波,改善波形、降低电机低速运行的转矩脉动。     

基于FPGA技术的半导体激光器脉冲驱动电源的设计

针对半导体激光器(LD)脉冲驱动工作的需要,提出了一种新型的基于FPGA技术的LD脉冲驱动电源的设计方法.结合FPGA技术,利用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现高稳定度的激光器脉冲驱动控制.在LD驱动模块中,引入负反馈控制技术,实现了LD的自动电流控制(ACC)和自动功率控制(APC);同时,采取了慢启动电路、短路开关和限幅保护等措施,有效地保证了LD脉冲工作的安全.该电源已经成功地应用于某脉冲光源系统.     

连续半导体激光器LIV特性测试系统的设计

针对通用的连续半导体激光器(LD)特性参数测试系统存在的问题,研制了一种新型的基于USB总线的连续半导体激光器LIV(light-current-voltage)特性测试系统.详细介绍了整个系统的硬件电路,包括半导体激光器的驱动单元、测试单元、基于FPGA的接口电路、单片机控制单元等,并对一DFB半导体激光器进行测试,给出了LIV曲线图.同时,对该系统的性能进行了分析.该系统已经应用于半导体激光器特性参数的自动测试,并取得了良好的效果.     

电动自行车锂电池组保护电路设计

为保证电动自行车锂电池组安全、长寿命的运行,需为其配备专用管理保护电路。为此,针对一款4并10串规格的锂电池组设计了一套保护电路板,采用S-8209A保护芯片,实现了过充电保护、过放电保护、电池充放电平衡、过电流保护、正常带载等功能,已被可靠应用于某款电动自行车的锂电池组中。