发动机排放动态测试及其高速数据系统

本文介绍了利用飞行时间质谱仪 (TOFMS)对发动机发动过程中的排气成分进行动态检测的方法以及为此开发的高速数据采集系统。该数据系统实现了对发动机排放进行快速质谱分析所需的实时信号采集、处理和谱图显示。     

漏电断路器动作特性检测装置的研究

动作特性检测是漏电断路器工作性能检测中重要的一部分,通过对动作特性检测,分析动作特性数据变化可对漏电断路器的工作性能做出评估和预测,并可针对暴露的性能缺陷进行改进,提高其工作时的稳定性。为满足对于漏电断路器动作特性检测的要求,设计了一台动作特性检测装置,主要由工业控制机、剩余动作电流生成模块、电流调整模块、剩余动作电流检测模块、动作时间检测模块、自动复位及合闸模块等组成;检测装置实现了对于漏电断路器动作特性连续实时、高效、精确的测量。     

基于磁调制式电流互感器的剩余电流检测

针对传统电磁式电流互感器在检测脉动直流和平滑直流中存在的不足,文章提出了一种基于磁调制式电流互感器的剩余电流检测模块,结合dsPIC33FJ系列单片机,通过检测电流互感器二次侧线圈电流信号的低频分量,来获取剩余电流信号的大小和类型,并配合波形识别算法,以提高检测模块对各种剩余电流类型的识别灵敏度,将其应用到低压配电网的配电线路中,能够实现对交直流剩余电流的检测与保护。经过验证,该模块能够有效检测和识别剩余电流波形,满足设计要求。     

电流互感器暂态特性合成试验系统电源控制方法

为实现对大电流暂态合成电源装置进行检测控制,研究了合成电源的控制方法,设计了一套由数据采集卡、DSP板和PC机组成的控制系统.控制系统包括控制和监测两个模块,监测模块监测充电电流、电压、工频稳态电流、直流暂态电流峰值及其衰减时间.控制模块包括工频电源控制系统和直流电源控制系统,前者完成工频电流以及无功补偿单元的控制,后者完成充电电流的控制、触发时间控制、选相合闸控制以及时间常数控制.为了实现工频分量回路电流和直流分量回路电流的信号同步功能,采用了将双线性变换ⅡR滤波器和三次样条插值算法结合的过零检测算法进行零点计算.试验结果表明,文章所研制的检测控制系统具有安全可靠、数据采集处理快、触发准确等特点,满足暂态合成电源电流电压及状态信号的处理要求.     

基于锁相技术的感应电流检测方法研究

针对电引爆装置在复杂电磁辐射环境中会通过电磁耦合产生感应电流,导致电引爆装置失火的问题,提出了一种基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法。采用基于隧道磁阻效应的电流探头,根据电磁感应原理,结合锁相技术对隧道磁阻探头的输出信号进行分析,从而对感应电流进行实时监测,避免失火;得出基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法相比于传统的红外比色测温法,具有更快的响应速度和更高的测量精度的结论。搭建了强电磁环境对电引爆装置的工作环境进行模拟,采用非接触式电流探头进行实验检测,实现对感应电流的监控、检测,达到预警效果,实验结果表明所述方法的电流检测精度±0.1 mA范围内波动,满足电引爆装置发火电流的检测要求,为复杂电磁环境下电引爆装置的感应电流监测提供了有效的解决方案。     

某型雷达检测适配器的研制

为了解决目前雷达装备保障中的一些问题,提高雷达装备保障效率,设计了一种基于通用检测平台的雷达专用检测适配器.不同的适配器可使一个通用检测平台完成多种雷达的诊断,适配器主要实现被测模块与通用检测平台接口转换,产生时序控制信号确保被测模块能离线工作,并对被测模块的检测信号进行滤波、隔离,通过软件调用通用检测平台内的仪器仪表对被测模块实现故障诊断.经试验证明:该适配器投入使用后,故障诊断率高达90％,雷达的平均故障修复时间(简称MTTR)也减少约62％,提高了可靠性指标和装备保障维修水平.     

35kV光伏就地箱式变电站低压侧测控装置设计

介绍了一种35 kV光伏就地箱式变电站低压侧测控装置的设计过程,论述了测控装置的总体结构和工作原理,给出了交流信号模块、开关量输入/输出模块和通信模块的设计方法,分析了测控装置的基本功能、备用继电器出口的配置方法和交流信号的检测方法。经测试,该测控装置的电流、电压测量误差为±0.2%,功率因数、有功功率和无功功率的测量误差为±1%,频率的测量误差为±0.02 Hz,较好地满足了光伏电站升压变压器对测控仪表的性能要求。     

基于蓝牙技术的直流断路器检测系统

为了研究直流断路器断开时主回路中电弧电流和转移回路中振荡电流的特性,介绍了一种采用蓝牙技术对上述电流进行无线实时检测的方法,并进行了系统软硬件的设计和实现。该系统用蓝牙模块PCF87753和MCS-96单片机构成的检测单元,通过罗氏线圈将检测到的电流信号由蓝牙模块射频经空中链路发送至检测终端。终端由蓝牙USB适配器与PC机构成,传回的电流信号在虚拟示波器上显示和记录电流的波形。检测单元独立安装在断路器的主回路和转移回路中,与检测终端电气隔离。利用并励直流电机控制回路中的接触器主触头模拟直流断路器对系统进行了检测与通信实验,结果表明,该系统能够满足数据实时采集和安全传输的要求,可用来记录和分析直流断路器分断时各支路的电流,此为断路器的工作状态的判断提供了重要依据。     

无人机自动避障技术在输电线路巡检中的应用

基于无人机技术在输电线路巡检中的广泛应用,重点研究如何实现多旋翼无人机自主避障功能。若无人机在飞行过程中对遇到的各类障碍物能够提前预判,并能自动规避,将大幅度提高无人机在线路巡检的安全性。设计在无人机信号输入端与飞控模块之间增加自动避障模块,功能为实时检测无人机与障碍物间的距离并将相关信息反馈给飞行控制模块,系统根据测距结果重构出飞行控制信号,在不改变无人机软硬件的情况下,达到精准避障的效果。研究的自动避障技术从Arduino平台、超声波测距、电源模块、Arduino UNO与飞控接口等方面入手,降低无人机避障模块的开发成本与设计风险,相较于其他避障方式减少了测量和判断时间,实时避障性能较好,具备功耗低、价格低廉、距离信息感知效果好的优点。     

并联变频器的检测与保护电路的设计

大功率变频器主电路拓扑结构有许多方案，逆变模块并联扩容是目前最为常用的，但该方案在应用中存在工艺结构复杂，对模块的一致性要求高等问题。讨论了一种并联变频器的结构，设计了该结构下的电流、电压、温度等信号的检测和保护电路。通过实验，验证了用于本并联变频器的检测与保护电路是可行的，具有较好的实用价值；设计     

基于STM32和电容积分法的微电流测量仪设计

基于电容积分法测量原理,利用32位微控制器STM32F103控制双通道双切换积分(Dual SwitchedIntegrator)芯片DDC112,配合电路防泄漏电流工艺设计,实现双通道fA(飞安10-15A)级微弱电流的连续测量。利用单芯片DDC112实现I/V转换,并提供20位数字输出,使系统具有电路简化,分辨率高,干扰噪声低等特点。该系统测量分辨率达到1fA,测量时间范围:50~1×106μs,电流量程可在5×104~7×109fA范围内通过设置积分时间进行选择。     

New design and development of size‐selected gas cluster SIMS

A new cluster time‐of‐flight secondary ion mass spectrometry (TOF‐SIMS) was developed, using a size‐selected gas cluster ion as a projectile. Because a large gas cluster ion can generate numerous low‐energy constituent atoms during a collision with the surface, multiple and ultralow‐energy sputterings are induced. Dividing the acceleration energy of a gas cluster ion by the number of constituent atoms provides the mean kinetic energy of the constituent atoms. Hence, sputtering can be controlled to minimize decomposition of the sample molecules by precisely adjusting the number of constituent atoms (the cluster size) and/or the acceleration energy of the gas cluster ions. The cluster size was selected by the time‐of‐flight method using two ion deflectors attached along the ion‐beam line. A high resolution of 11.7 was achieved for the cluster size/size width (m/Δm) of the Ar‐cluster ions. The SIM spectra of poly(methyl methacrylate) (PMMA) were measured using the size‐selected gas‐cluster SIMS machine. The large fragment ions emitted from PMMA are enhanced as the cluster size increases. This result suggests that a large cluster ion projectile in which each constituent atom within the cluster has decreased kinetic energy inhibits the decomposition of the polymer structure. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(3): 52–58, 2011; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.21159     

光发射模块温度补偿系统的设计与实现

针对高速小型可插拔式SFP（small form pluggable）光发射模块输出光功率随外部温度变化而改变的缺点,基于PIC单片机设计实现了一种自动温度补偿系统。通过改变光发射模块内部的硬件电路设计,将小型封装的PIC单片机嵌入到光发射模块当中,由编程控制实现对SFP光发射模块一系列工作参数的实时监测,同时根据监测到的温度参数的变化,利用查找表法对光发射模块的激光偏置电流进行实时补偿,确保外界温度条件发生改变时光发射模块输出光功率的稳定。实验结果表明当外界温度发生改变时,光发射模块的输出光功率、总抖动、消光比等性能参数都符合设计要求。     

A single‐stage LED streetlight driver with PFC and digital PWM dimming capability

This paper proposes a single‐stage light‐emitting diode (LED) driver that offers power‐factor correction and digital pulse–width modulation (PWM) dimming capability for streetlight applications. The presented LED streetlight driver integrates an alternating current–direct current (AC–DC) converter with coupled inductors and a half‐bridge‐type LLC DC–DC resonant converter into a single‐stage circuit topology. The sub‐circuit of the AC–DC converter with coupled inductors is designed to be operated in discontinuous‐conduction mode for achieving input‐current shaping. Zero‐voltage switching of two active power switches and zero‐current switching of two output‐rectifier diodes in the presented LED driver decrease the switching losses; thus, the circuit efficiency is increased. A prototype driver for powering a 144‐W‐rated LED streetlight module with input utility‐line voltages ranging from 100 to 120 V is implemented and tested. The proposed streetlight driver features cost‐effectiveness, high circuit efficiency, high power factor, low levels of input‐current harmonics, and a digital PWM dimming capability ranging from 20% to 100% output rated LED power, which is fulfilled by a micro‐controller. Satisfying experimental results, including dimming tests, verify the feasibility of the proposed LED streetlight driver. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

直接电流控制的配电网静止无功补偿器研制

研制了±50kV.A的配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator,简称DSTATCOM)。其硬件主电路以IGBT功率模块为开关器件,采用PWM整流器结构。通过检测电路采集电流电压信号,利用TMS320F2812型DSP处理器进行算法处理和PWM脉冲输出。为提高系统的动态性能,采用直接电流控制策略,通过矢量变换消除静态误差,提高PWM开关频率等措施来减少输出谐波。实验结果验证了该方案的正确性。     

基于SP37的汽车胎压监测系统研究与设计

针对目前市场上汽车胎压监测系统的胎压传感器、微控制器、无线射频发射器分开设计所造成系统测量模块体积过大、安装繁琐、使用期限短、故障率高等问题,基于英飞凌公司设计研发的SP37传感器,在缩小系统测量模块体积、控制产品制造成本的同时提高了测量的精确度、可靠度以及稳定性。系统可以实时显示胎压数据,而且对行驶过程中的危险征兆及时预警。在汽车实地测量胎压试验中,系统表现稳定,达到预期目的。实验数据表明,设计具有稳定性好、测量精度高、系统功耗低等优点。     

空气预热器用耐高温电涡流间隙传感器的研究

基于电涡流的基本原理,以镍铬合金导线为测量线圈,将导线绕制在陶瓷骨架上构成涡流探头,结合由信号源、放大模块和信号处理模块组成的前置器,设计制作了电涡流位移传感器.该传感器能在高温状态下、大温度变化范围（25～400℃）内长期稳定工作,具有结构简单、抗干扰能力强和测量精度较高等特点.     

基于宽频功率测量系统的高压电机能效计量检测平台设计

当前设计的高压电机能效计量检测平台的检测耗时较长,存在效率低和检测准确率较差的问题,因此提出基于宽频功率测量系统的高压电机能效计量检测平台设计。硬件部分设计了绝缘电阻信号采集模块、温度信号采集模块和局部放电信号采集模块,通过继电器开关控制继电器的闭合,避免了电流换向带来的测量误差,提高了电阻检测精度。在软件设计中实现了登陆窗口功能、管理员功能、历史数据查询功能、状态显示功能和报警功能。计算输入信息参数,采用宽频功率系统及开关滤波器组实现基波与谐波的分开测量,得到输出参数,实现高压电机能效的计量和检测。实验结果表明,所提方法设计的检测平台的检测耗时较短、检测结果准确率高,具有一定的实际应用性。     

基于ALTPLL的水声测量用相位计设计

以ALTERA公司的FPGA为核心,设计了一种水声测量用高精度的相位计。相位差的测量基于过零鉴相法,即利用过零比较器将2路同频正弦信号整成脉冲信号,然后通过测量两路脉冲信号的周期和上升沿之间的时间差来测量相位差。本文特色在于2路脉冲信号上升沿之间的时间差测量利用了ALTERA公司FPGA中集成的锁相环模块ALTPLL,该模块可以输出多路具有固定相位偏移的系统时钟信号,时间差测量时实际使用的时基信号为其中上升沿最接近待测信号上升沿和下降沿的2路系统时钟信号,从而降低了计数法测量时间间隔的±1误差。实验结果表明利用该方法可以将水声测量领域的相位差测量不确定度降低到0.1度。     

飞行校验系统嵌入式信号采集组件的设计与实现

针对飞行校验系统中的 DM E设备的飞行校验需求,设计了一种基于嵌入式的信号采集组件,该组件以ARM嵌入式系统作为整个系统的处理和控制核心,系统包含了A／D转换、ARINC 429总线接口、GPS同步信号接口以及与上位机通讯的LAN接口等相应的硬件设计,并开发了基于嵌入式linux系统的相应硬件接口驱动,包括SPI总线驱动、ARINC 429总线接口驱动程序以及相应的测试应用程序等。该系统最终实现了对地面台站DME的测量分析,经实验测试能正常完成对模拟信号的测量处理,对ARINC429命令的完整解析,并可以实现与上位机的数据传输功能,该组件具有较强的可移植性,可推广应用于其他实时测量领域。