基于MCU并行接口的尿湿监测系统

尿湿监测对残疾人、瘫痪者等患有行动不便症的病人以及医院护理工作具有重要的意义。介绍了一种基于单片机并行接口方式的病床尿湿监测系统,该系统以STC89C58RD+单片机为核心,从信号采集、存储到时钟记录、液晶显示、打印输出全部采用并行接口器件;采用循环扫描,优先报警,不处理报警的设计思路,配以蜂鸣器、指示灯等声、光器件,能够实时有效监测多达96个病床的尿湿情况,并通知护理人员进行处理。该系统对报警信号响应快速、灵敏,满足实际应用要求。     

光学显微镜聚焦系统设计

在对普通光学显微镜进行改装的基础上,设计了一套可以通过LabVIEW程序进行控制的显微镜聚焦系统,不仅可以提高聚焦的速度与精度,还可以消除手动聚焦带来的振动干扰。详细阐述了系统的硬件结构和控制软件思路。     

IDL与LabVlEW混合编程的图像信息处理方法

针对大信息量的图像数据运算需求,本着提高图像处理效率的原则,采用面向矩阵的强大可视化语言IDL与图形化软件开发环境LabVIEW的混合编程方式,可以有效地实现二者资源和功能的共享,达到快速高效处理图像信息的目的。文中详细论述了LabVIEW环境下调用IDLActiveX控件的实现方法,给出了IDL与LabvieW数据互通G语言例程,并设计出具有实用意义的包含复杂数字图像处理算法的单微粒跟踪软件,这对于开发运算速度快又操作灵活的具有大、超大图像数据处理能力的应用程序有积极作用。     

关于储水式电热水器剩余洗浴时间预估方法研究

本文依据储水式电热水器不同使用状态的大量实验数据,采用神经网络方法推算储水式电热水器初始剩余可用等效洗浴水量和等效洗浴水量增加速率,通过在线计算等效洗浴水量用水速率迭代更新剩余可用等效洗浴水量,并将剩余可用等效洗浴水量与等效洗浴水量用水速率和等效洗浴水量增加速率之差的商作为剩余洗浴时间的预估值。     

连续波泥浆脉冲模拟信号发生器的设计与实现

信号频移、相移键控调制技术广泛地应用于连续波泥浆脉冲传输系统中,成为高速有效实现井下数据上传的重要技术手段。介绍了二进制频移键控和连续相位相移键控波形与代表码元的对应关系,给出了连续相位相移键控波形中不同相位波的产生方式以及调整波的频率特征,设计并实现了一种控制软件与基于微处理器和DDS波形发生芯片为核心单元的硬件电路相结合的频移、相移键控信号发生器,为后续的连续波泥浆脉冲数据传输系统的信号解调方法研究提供可靠的输入信号。该发生器设置灵活、扩展性强、频率精度高、电路结构简便,能方便快捷地产生任意所需的键控正弦波形。     

一种高精度的荧光单分子纳米级定位算法

荧光成像系统的技术指标、采集的荧光图像信噪比和单分子定位算法是影响单分子定位精度的3大因素.在介绍单分子定位的基本极限精度和理论计算精度的基础上,提出了一种被称为图像去噪高斯掩膜算法的单分子定位算法.依据实验用单分子成像系统的具体配置,通过计算机仿真表明,该算法良好的去噪处理和高斯加权质心运算方式,不仅能实现纳米级的定位精度,而且能突破一般理论计算精度的限制,接近基本极限精度,特别是在背景噪声较大的情况下,其优势更加明显.这对单分子的精确定位和跟踪、扩散方式分析、转移速率计算等具有重要的意义.     

自适应PSO-LADRC的永磁同步电机转速控制

为提升永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）伺服系统的动态响应与抗扰动能力,提出一种基于自适应粒子群（APSO）的双闭环线性自抗扰控制（APSO-LADRC）策略。首先,通过分析PMSM转速与电流运动模型,构建级联形式的转速环、电流环LADRC控制器;其次,针对PSO易陷于局部寻优的缺陷,引入进化速度与聚合度因子构造惯性权值自适应律,从而实现粒子群迭代过程中惯性权重的动态调整以获得更优的寻优效果;最后,选取ITAE指标作为优化目标与约束条件,并以此实现双闭环LADRC控制参数的自主寻优。开展的系列仿真结果均表明,该方法能够有效提升PMSM伺服系统的控制品质,并解决人工参数整定困难的问题。     

基于低温电流比较仪的微弱电流放大器设计

文章设计并制作了一款基于低温电流比较仪(CCC)的低噪声电流放大器，可以用于pA量级微弱电流的精密测量。该放大器由最大匝比2 000∶1的超导比例线圈、直流超导量子干涉器以及超导屏蔽等组成，建立了该放大器等效输入电流噪声、电流灵敏度以及反馈回路模型，在此基础上提出了降低放大器噪声和提高放大器灵敏度的方法。实验结果表明，CCC超导比例线圈与匝数为12的检测线圈的耦合系数可以达到0.61,当CCC电流放大比例为2 000∶1时，在1 Hz频率下，放大器的等效输入电流噪声为30 fA/Hz^0.5,电流灵敏度为4.71 nA/Φ₀,该放大器的性能在对峰峰值为6 pA的方波电流测试中得到了验证。     

超高真空荧光显微分子生长特性监测系统

将荧光显微术耦合进有机分子外延薄膜生长的超高真空之中,研制出可变温实时原位荧光显微分子生长特性监测系统.该系统将衬底/样品变温模块,快速衬底/样品装卸载结构和荧光显微术融合一体,利用自行开发的实时监测分子生长软件,可以对超高真空环境下有机分子生长实验进行基于荧光图像的形貌特性动态研究.这对于表面有机分子生长表面动力学特性分析具有重要的实践意义和科学意义.     

基于微悬臂梁高次谐波的微小质量检测技术研究

针对微悬臂梁动态检测方式无法应用于液体环境,提出了一种利用微悬臂梁的高次谐振进行微小质量检测的方法.对于相同的被测量质量变化量,微悬臂梁的谐振级次越高,其频率偏移就越大,从而达到较高的灵敏度.以表面修饰了三乙基氢硫基十二基铵层(敏感层)的微悬臂梁为传感元件,以CrO 2- 4为被测物,在原子力显微镜(AFM)上检测了敏感层吸附CrO 2- 4 前后微悬臂梁的5次、6次、7次和8次谐振频率的变化.结果证明,谐振级次越高,灵敏度越高,在8次谐振时的检测灵敏度能够达到2.50 Hz/pg.