基于电磁差动涡流传感器和FPGA的金属板探伤研究

为了研究电磁涡流无损检测技术在金属板损伤探测上的应用,根据电涡流检测原理,设计了基于电磁差动传感器和FPGA的检测系统,实现对涡流传感器的正弦激励和阻抗分析.对不同长度、深度和材质的缺陷金属板进行了实验探测.通过对采集信号的相敏解调发现了阻抗变化的特征值与金属缺陷特征的对应关系.理论分析和实验测试表明该系统能较准确地检测出金属表面及内部的损伤.     

一种时域解调激光干涉仪调制信号的方法

针对某低频水平振动校准设备的激光干涉仪,利用NI公司的多功能采集卡,采集激光干涉仪的调制信号及与其同相位的电容式位移传感器的输出信号.根据激光干涉仪调制原理,提出一种时域解调调制信号的方法.根据调制信号条纹的时域特性和它被限幅的实际特点,利用labview软件实现了信号的解调,并将电容位移传感器信号作为参考信号,还原解调后信号的相位,从而得到振动台高精度的振动波形.实验证明,此方法对连续振动信号的解调效果良好,具有较好的重复性和稳定性,精度可达到激光干涉仪发射激光波长的四分之一.     

采用反馈补偿技术的激光陀螺抖动解调算法

陀螺信号解调是激光陀螺研究领域中的一个重要课题,但一直以来却很难找到一种兼顾实时性和解调精度的方法.针对此问题,研究了一种新的基于高频采样的抖动解调算法.这种算法使用陀螺信号与角速率传感器信号作差的结构以满足实时性的要求,同时采用反馈闭环技术补偿角速率传感器信号,以减小环境影响提高解调精度.文中详细阐述了新算法解调原理,给出了具体的设计实现方案,并与传统的一些解调方法做了仿真对比.仿真结果表明,在静态和动态工作情况下,新算法的解调残差明显减小,信号处理时间延迟很小,这些特点使激光捷联系统在高动态载体上的应用成为可能.     

装甲坦克车辆车体姿态参数测试技术的研究

本文对电容式传感器测试车体姿态参数的方法进行研究.阐述了利用差动式电容设计及容栅式角位移传感器测量角度的基本原理、测量方法和可行性研究.为便于实际应用,文章还介绍了信号的采集和数据处理,可以方便地进行实时监测和采集.     

数字EMT系统中的多频正交序列解调研究

在正交序列解调技术的基础上提出了一种多频复合解调技术.在理论上,提出并论证了多频解调技术的原理与实现算法,给出了该算法的频域解释;在实验上,基于MATLAB软件和构建的EMT硬件平台,验证了多频解调技术的可行性和准确性.研究结果表明:多频正交序列解调具有更丰富的幅值和相位信息,是一种准确可行的数字解调技术.     

基于瞬时角速度信号窄带解调的太阳轮故障检测

由于时变传递路径以及振动传感器受测量频率下限的限制，及在转速较低工况下基于常规振动信号的太阳轮故障检测较为困难。对此，结合编码器信号的优势，提出一种基于编码器信号窄带解调技术的太阳轮故障检测方法。首先使用T法对光栅式编码器角度信号进行采集，然后使用向前差分法获得瞬时角速度(instantaneous angular speed, IAS)信号，随后使用角域同步平均抑制非同步干扰分量，最后通过窄带解调实现太阳轮故障检测。同时，在所提方法中提出一种基于峭度的解调频带选择策略和一种基于相位解调函数相位变化率的故障特征增强方法。实验证明IAS信号可以有效克服常规振动检测方法的不足，并验证了所提出方法能有效实现对太阳轮故障的检测。     

光纤法-珀传感器并联复用的互相关解调

为了实现光纤法-珀传感器并联复用信号的高精度、绝对腔长解调,提出了一种改进的互相关解调法。该方法采用了特殊的相关因子,使得它与复用输出信号的互相关函数在传感器各腔长处为单峰从而有利于腔长比较接近的传感器的分辨;采用分段黄金搜索法减少了计算量,解调速度快。在宽带光源、光谱仪等组成的解调系统中对两只传感器复用进行了实验验证,结果表明:该系统可以实现光纤法-珀传感器并联复用信号的解调,能分辨的传感器之间的最小腔长差小于6ìm,腔长波动小于0.07ìm。     

改进型低频涡流无损检测技术的应用

改进了低频涡流无损检测技术并设计了检测系统。检测系统的正交锁定放大部分的核心采用数字相敏检波技术,节约了硬件成本,并可以对检测信号进行正交分解。检测系统的传感器为双自感线圈构成的放置式探头,其检出电路为交流电桥。在绝对式检测方式下,通过峰值曲线对缺陷的长度实现了定量检测;利用差动检测方式获得了缺陷的“8”字型阻抗图;实验结果表明,改进的低频涡流检测技术可以对多层结构中的缺陷进行有效的检测。     

基于STFT的振动信号解调方法及其在轴承故障检测中的应用

从信号滤波角度,对基于STFT的振动信号解调方法的原理和影响其解调性能的各种因素进行了严格的理论分析,指出该解调方法实质是基于复解析带通滤波的Hilbert变换解调法.严格证明了在利用Hilbert变换进行包络解调分析时,只要带通滤波器通带范围包括调制信号的部分频率成分,就可解调出被调制信号的周期成分.为了避免对所有的解调信号序列进行包络谱分析,提出按峭度值最大化准则选择一组含有丰富故障信息的解调信号序列进行包络幅值谱分析.基于以上讨论,给出了实用的基于STFT的振动信号解调算法.为了验证提出的解调算法的有效性,用该算法对仿真和实际轴承故障信号进行了解调分析,分析结果表明,利用该算法能有效地检测轴承故障.     

基于相位解调的光纤MEMS压力传感器

提出了一种新的压力传感器,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和相位解调理论测量压力。设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器。阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响。研究了基于相位解调法的傅里叶变换方法,傅里叶解调法受光源强度波动的影响较小,解调精度高。实验结果表明改传感器在[0-3]MPa测量范围内,线性好,灵敏度可达到3.50 m/MPa（腔长改变/压力）。     

利用电容式传感器测量液位的研究

采用差动电容差压传感器测量液体的压力,利用液体的压力公式计算液位,设计了一种便携式低功耗液位仪。该仪器可以实现液位信号的采集和运算,同时还配有温度检测系统,通过软件编程对液位进行温度补偿,同时计算出液位值,最后结果由LCD显示。     

调相信号的数字化解调

通过单周期正弦波曲线模型的滑动拟合法,获得正弦序列的瞬时频率信息,使用对瞬时频率的积分运算,实现了正弦载波相位调制信号波形的精确解调.在调制信号是方波的情况下,给出了相位解调的仿真结果和其它参数的波动情况;在1个实测调相曲线波形上进行的解调分析,给出了相位调制波形的解调结果;在调制信号也是正弦波的情况下,给出了解调失真的计算方法和结果.本方法用于评价载波为正弦波的调相信号时,具有准确度高、分辨力高的特点,可用于调相信号源及其解调设备的指标评价和计量测试.     

调频信号的数字化解调

介绍一种用3参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的4参数最小二乘正弦波拟合算法，给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程，在此基础上讨论实现正弦载波的调频信号的精确解调问题，使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法，实现了频率调制信号波形的精确解调，在调制信号是方波的情况下，给出了频率解调的仿真结果和其它参数的波动情况；在1个实测调频曲线波形上进行的解调分析，给出了频率调制波形的解调结果，同时，在调制信号也是正弦波的情况下，给出了解调失真的计算方法和结果。本方法是评价载波为正弦波的调频信号的一种优良方法，准确度高、分辨力强，可用于调频信号源及其解调设备的指标评价和计量测试。     

干涉型光纤传感器光正交外差解调技术研究

针对干涉型光纤传感器信号传感的原理特点,本文提出了一种光正交外差解调技术.该方法使用可调光纤延时线进行传感光信号延迟的精确调整以实现正交外差解调,从而减少了光电探测器的低频噪声影响.与常规的外差解调技术相比,提出的解调结构方案消除了电子移相元件所带来的额外电子噪声与环境温度变换引起的相位漂移.通过压电陶瓷环谐振特性测量实验,表明了提出的基于光正交外差的干涉型光纤传感器解调技术可以有效地进行干涉振动信号的解调,实验取得的最小可探测相移量可达到9.2× 10-5 rad.     

一种新型数字链路循环码式传感器——基本原理与循环编码方法

光电式传感器被广泛应用于非接触检测领域,但光电式传感器在工作过程中容易受到外界自然光线和工业强光的干扰,从而降低其工作可靠性.本文提出一种在信号链路采用数字循环码方式的光电式传感器进行感测的基本方法,这种光电式传感器要求光回路的感测信息具有严格的数字时序关系.由于在自然界和工业现场中通常不可能存在完全一致的数字时序干扰信号源,因此,这种以链路循环码方式工作的光电式传感器具有很高的可靠性.特别是在信号捕捉方式下工作时几乎不可能发生干扰现象.     

调相信号的一种数字化精确解调方法

介绍了一种用三参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的四参数最小二乘正弦波拟合算法，给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程。通过使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法，实现了正弦载波相位调制信号波形的精确解调。在调制信号是方波的情况下，给出了相位解调的仿真结果和其它参数的波动情况；在一个实测调相曲线波形上进行的解调分析，给出了相位调制波形的解调结果，同时，在调制信号是正弦波的情况下，给出了解调失真的计算方法和结果。本方法是评价载波为正弦波的调相信号的一种良好方法，准确度高、分辨力高，可用于调相信号源及其解调设备的指标评价和计量测试。     

基于希尔伯特变换的信号解调算法及其在飞机供电特性参数测试系统中的应用

电压调制幅度、频率调制幅度和畸变频谱是对飞机机载电源系统供电特性参数进行测试时与信号调制相关的重要参数。为了更好地测试这些参数,提出了一种基于希尔伯特变换原理的数字解调算法,可以将采集的幅度或频率调制信号进行解调分析;同时,构建了一套飞机供电特性参数测试系统,将解调程序与硬件设备结合,通过程序控制数据采集卡对机载电源信号采样与解调分析;设计了实验对波形发生器产生的调制信号进行采样与解调,验证了该系统具有良好的效果,可以应用于飞机供电特性参数的测试中。     

广义解调算法中能量因子的引入与配置原理的研究

广义解调算法在振动信号时频谱应用中效果显著,而在分析解调频谱时对频率的初始值非常敏感。提出了能量因子可调的广义解调算法,将其应用到轴承振动信号的处理中并进行有效性评估。为获得轴承信号的相位函数,使用峰值搜索算法在包络信号中检测瞬时故障特征频率,估计拟合函数;引入了能量因子的概念,根据拟合函数配置能量因子,按照提出方法对原始信号进行重构;参考能量因子对重构信号的相位函数进行估计;对重构信号进行解调,得到关于能量因子的解调信号。根据特征频率的解调值与通过测得转速计算的理论值进行对比,评价能量因子配置的合理性。仿真和实测信号的处理,证明了算法的有效性。     

往复机械特征频段信号的解调分解及其应用

提出了往复机械特征频段加速度信号的调幅调频模型,并基于此模型用标准解调法Ｈｉｌｅｒｔ变换法推导出了特征频段加速度信号的解调分解公式。分析和解调测试说明,提出的解调分解方法可成功地实现对特征频段加速度信号的解调分解。在往复机械诊断中的运用实例说明,特征频段信号经解调分解获得的新参量对往复机械的故障诊断是有意义的。     

运算式电容测微仪解调滤波器动态特性优化

为改善运算式电容测微仪的动态特性,扩展其动态测量范围,对影响其动态特性最大的解调滤波器的参数进行优化。以解调滤波器动态特性的理论分析为基础,通过Matlab仿真以及实验确定解调滤波器的优化参数,同时对解调滤波器的动态特性进行实际测试。测试结果表明:优化后,滤波器在0~2 k Hz的工作频率范围内,幅频特性的变化不超过3%,其动态特性较好地满足不失真测试条件的要求,可将电容测微仪的动态测量范围扩展到0~2 k Hz。