基于差动电容的高精度倾角测量系统设计

介绍了一种新型的高精度倾角测量系统。采用差动电容式倾角传感器与温度特性好的精密电阻器构成阻容电桥,用文氏振荡电桥作为激励源,用差动放大电路组成阻抗变换和前置放大电路,采用低功耗18位A／D转换器MAX132对模拟电路调理后的直流模拟电压信号进行转换。提出通过在A／D转换器参考电压的电路中接入热敏电阻器的方法实现温度补偿。经过试验验证,该倾角测量系统达到了高分辨率、高稳定性和低功耗的设计要求。     

基于LVDT的新型信号调理电路的设计

LVDT线性可变差动变压器,其输出信号为两个线圈的差动电压信号,能够实时的、高准确性的将机械位移信号转化成电信号;传统LVDT信号调理电路存在不易散热、检测修复困难、性价比低、适用范围窄等问题,文中设计了一种新型LVDT信号调理电路,该信号调理电路由驱动电路、整流归一化电路和滤波放大电路组成,测试结果能够匹配LVDT的输出信号特性,达到LVDT信号调理的各项指标要求,实验结果表明该设计具有一定的可行性.     

被动FTIR遥感技术的微弱信号调理电路设计

微弱信号调理电路设计的好坏直接影响到被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的探测精度。基于HgCdTe光电导型红外探测器接受干涉光后输出的微弱电信号来设计前置检测电路和放大电路,该电路具有高增益、高信噪比、相位补偿功能,有效降低了噪声和温漂以及大的动态输入范围等特性。红外探测器将干涉红外光转换为10-8mA数量级的微弱电信号,在此输入条件下对信号调理电路进行实测,试验结果表明,该电路测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可以在光谱仪应用中验证其正确性和可行性。     

小信号放大电路任意波形THD全自动测量系统研究

总谐波失真THD是衡量信道非线性程度的重要指标,应用于音频小信号放大电路的任意输出波形识别和总谐波失真的全自动测量系统成为检测信号放大性能的有效手段。为准确计算放大后的波形总谐波失真度,采用了快速傅里叶变换FFT技术。从提高系统效率角度,使用高频率采样并半数提取的技术方案。通过动态控制继电器、阻容元件及多级放大等手段,合理调整放大系统静态工作点的位置和输入波形大小,实现不同类型的失真波形输出。基于stm32f103c6单片机,联动开关一键式完成任意波形采集、识别、计算和显示,极大提升了小信号放大电路失真度测量的工作效率。Matlab运算仿真、Multisim电路仿真及实物测试表明,多级晶体管放大一致性调节电路和单片机FFT运算组成的小信号放大电路任意波形THD全自动测量系统,可准确、实时识别波形并计算出总谐波失真,一键式切换设计操作方便、节约成本,颇具实用价值。     

一种远端高速小电流检测电路的设计

本文提出了一种用于高速微安级小电流的远端检测电路,可用于在线辐照、限制空间等复杂环境中进行微弱电流检测.本电路主要由三部分组成:I/V变换电路、信号二级放大和精密电源调理电路,放大调理后的信号可通过长线将送至远端的检测仪器进行测量.本电路具有插入阻抗小、检测范围宽、动态响应快、驱动能力强等特点,能够适用于各类环境中.     

航空发动机位移信号测量系统设计与实现

在某型航空发动机数控系统中,需要测量发动机油门杆角度、导叶角度和计量活门位移等角位移和直线位移信号.该型航空发动机数控系统主要由DSP芯片TMS320F28335及外围电路构成.为了实现对位移信号的测量,选用了AD698来激励直线位移传感器(LVDT)和角位移传感器(RVDT)并采集它们的输出信号,设计了相应的信号调理电路以匹配AD698和TMS320F28335 A/D端口的输入输出电气特性要求.测试结果表明,设计的信号调理电路能满足航空发动机位移信号测量的要求,系统工作稳定可靠、测量精度高.     

脉搏信号调理电路设计

脉搏作为人体重要的生理及病理指标之一,具有重要的医学研究价值。针对其信号微弱、频率低且易受干扰的特点,提出了信号调理电路设计的要求;针对性地选择元器件并设计硬件电路,其中包括:一级放大电路、调零电路、50Hz限波电路、带通滤波电路及二级放大电路;最后对所设计的硬件电路进行实际测试。测试结果表明,该调理电路具有输出波形稳定、噪声小和共模抑制比高的特点,提高了脉搏信号采集的精度。     

用于涡流栅位移传感器的高灵敏度测量电路

介绍了涡流栅式位移传感器的基本原理及其基本结构,针对其特点设计了高灵敏度电感测量电路,该电路主要包括正弦波信号发生器、调幅电路、解调电路及输出可调差分放大电路,通过实验对测量电路参数进行优化;实验证明,该测量电路具有响应速度快、功耗小、稳定性高,适应性广等特点.     

基于PSD传感器的激光语音还原系统电路设计

针对目前激光语音恢复电路的精度低、滤波不完全等问题,采用PSD位移传感器设计了一种激光语言还原系统电路。该电路包括基于PSD的光电转换电路、流压变换电路和差分放大电路三部分。通过分析PSD工作原理及特性参数,设计并讨论了流压变换电路及放大电路的性能,实现了微弱信号的低噪声放大。经过实验验证,该电路可在距离障碍物2~3 m处清晰地还原出被隔离的室内语音信号。     

电磁流量计自适应极化噪声抵消系统研究

电磁流量计是一种应用广泛的测量导电液体体积流量的仪表。测量时,金属电极与电解质会发生电化学反应,产生极化噪声。极化噪声幅值远高于流量信号幅值,使电极输出信号信噪比较低;极化噪声存在漂移的现象,会影响电磁流量计变送器的信号调理工作,限制电路的放大倍数,增加ADC采样位数、电路成本、功耗等。对此,提出了一种基于前馈控制的自适应极化噪声抵消方案,设计了相应的信号调理电路,通过硬件电路实时提取和抵消极化噪声,极大地提高了电极输出信号信噪比。通过试验,验证了该方案不但能有效滤除极化噪声,而且能提高信号调理电路的放大倍数、减少ADC的采样位数、减少电路的成本和功耗。     

PSD微位移测量系统的设计与验证

以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性和精度为目的,讨论了PSD驱动、运放电路的设计。主要考虑因素包括:两级精密运放选择,电源滤波模块设计,PCB设计中数模抗干扰,电源和地的处理,抗环境光干扰,PSD及其运放电路集成化,以及适应不同漫反射性质的被测物体的多路放大倍数设计等。最后,区别于传统的测量方案,采用一种基于标定测量的方法。通过音叉振动波形和定点距离测量实验,验证了PSD微位移测量系统的稳定性和精度都较好,测量范围20 mm,位移测量相对精度达到1.01%。     

红外气体传感器信号调理及数据处理

针对红外气体传感器易受外界光源、电磁等干扰影响,其输出信号中存在大量噪声而影响检测精度的问题,设计了一种红外气体传感器信号调理及数据处理电路。该电路采用硬件和软件相结合的方法,在硬件上设计了信号调理电路,在保证信号真实性的同时具有非常好的放大滤波功能;在软件上采用中位值平均滤波算法对信号进行处理,可有效克服信号中混入的噪声,且对周期性和热噪声产生的干扰也有很好的抑制作用。试验结果表明,该电路可有效滤除传感器中的大量噪声,准确提取有用信号,提高检测精度及稳定性,满量程精度可达0.54%。     

基于DSP的整流器SPWM调制方法优化设计与实现

针对整流器调制过程易产生谐波干扰和非线性等问题,提出了一种DSP控制下SPWM调制的优化设计方法,以TMS320F2812型DSP为主控制器,对交流电压电流调理电路、直流电压调理电路、负载电流调理电路进行了设计、分析与计算,在DSP定时器周期中断下对电压、电流信号进行采样,将采样值优化后作为调制波采样时刻值,带入比较寄存器关系式中来改变比较寄存器的值,从而改变脉冲信号的占空比,通过Modbus协议以MCGS触摸屏下发调制度M,改变SPWM波形,并对电压信号进行显示。对系统进行了仿真和实验,结果表明系统输出信号正常、可靠,具有较强的稳定性和抗扰性。     

差动电容小位移传感器检测电路设计

介绍了一种用于差动电容式小位移传感器的信号检测电路。该电路由相敏检波电路、移相电路以及低通滤波器三部分组成,采用相敏检波原理,能很好地实现0.15mm以内的位移测量,并能够很好地判断出位移的方向。该电路结构简单、便于调试、使用方便、成本低。采用该检测电路对差动电容小位移转换电桥的输出信号进行处理,实验结果表明：此方法具有较好的稳定性和抗干扰性,线性度达0.492％,灵敏度达0.6291V／mm。     

开关磁阻电机测试分析设计与应用

设计了测试分析系统,包括硬件和软件设计。其中硬件设计包含传感器电路设计、信号调理电路设计、单片机最小系统设计以及串行通信设计。软件设计包括通信采集模块、数据处理模块及数据管理模块。该测试系统分别对转速在电压PWM控制方式和角度位置控制方式下进行了测试,并与数字示波器进行了比较。实践表明,该系统具有较高的测试精度,能较客观地反映实际数据和波形。     

基于磁阻传感器的铁磁体探测系统设计

简要介绍了铁磁体在地磁场中的模型,针对磁异信号的检测,设计了一种基于各项异性磁阻传感器的三轴测试系统。硬件电路主要包括：磁阻传感器、置位／复位电路、信号调理电路、A／D转换电路及控制电路。该系统由Honeywell公司HMC1001和1002组成三轴测量传感器,利用FPGA作为控制器实现对磁异信号的采集。试验结果表明,系统能够对移动目标铁磁体进行有效检测,并可达到较高的检测精度。     

基于边缘电场传感器的大范围位移测量方法

主要研究基于边缘电场传感器的位移测量方法,由于在测量位移时交叉指型传感器互导电容的变化具有周期性,因而可以实现大范围的位移测量.运用Ansoft Maxwell有限元仿真软件对边缘电场传感器的二维半波长模型进行了仿真分析,仿真结果表明当传感器工作区间内有物体移动时,会改变传感器的电场分布,使传感器互导电容发生周期变化.设计了一个简单的、低成本的调理电路,可以将电容变化转化为电压输出信号,得到边缘电场传感器输出电压与电容的关系.对电极尺寸为35 mm×30 mm×0.02 mm的边缘电场传感器进行了测量实验,实验结果与仿真结果吻合较好.     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。     

基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统设计

介绍了一种基于SoPC的双频激光回馈位移测量系统的实现方法。该系统利用双频激光回馈理论和数字细分电路,对两路正交的光回馈信号采用五细分和四细分电路相结合进行细分处理,解决了单偏振光测量位移分辨率不高的问题。实验证明了本系统的可行性,精度达到了0.791 nm,是一种应用很好的位移测量系统。