新型数字输出式三轴过载传感器研究

介绍一种基于过采样数据采集和数字信号处理及补偿技术的新型三轴过载传感器。该传感器由电源模块、电容式MEMS加速度敏感头、信号调理模块、数据采集、处理与传输模块组成,敏感头的输出信号经过放大、滤波,确保了输出的模拟信号准确可靠;数据采集与传输模块采用高速单片机,用12位高精度AD进行数据采集,并通过通信芯片将数据发送给上位机。此外,还介绍了过采样理论。该传感器经过用户试验,取得了比较满意的结果。     

基于FPGA的高精度采集模块设计

为了满足环境温度测量的需求,设计了一种基于FPGA的高精度采集模块。首先,设计调理电路,确保采集模块的可靠性和准确性。其次,选用模拟开关方便通道采样自由切换;16位的模数转换器实现模拟量精确转化为数字量。同时,利用过采样的滑动平均滤波算法进一步提高了模块的测量精度。最后,利用FPGA对热电偶输出的电动势进行变换、采集、编码,并通过RS422接口将打包后的数据发送至计算机。经测试,热电偶的数据采样精度达到±0.5%。     

基于轮廓仪的轴承滚子测量系统设计

通过大量的调研和需求分析,开发了一套轴承行业专用的轴承滚子测量系统。该系统可自动计算出轴承滚子的凸度量,生成标准对数曲线用于轮廓比对,并计算出表面粗糙度参数。本文阐述了软件总体设计思路和各子系统的功能和特点,包括测量系统的功能、精度补偿系统的原理、主界面的特点,根据设计模式设计了滤波器模块、凸度计算模块、文件操作模块和运动控制模块。其中,滤波器模块包括高斯、中值、样条逼近和形态学滤波器,文件操作模块包括二进制、txt、msg、xls等格式的读写功能,预设模板和自定义模板的报表输出功能,运动控制模块集成了所需的运动控制函数,供测量系统调用,从而形成了完整、可靠的轴承滚子测量系统。     

基于AT89C51单片机的电网参数检测

系统采用AT89C51单片机作为处理器核心实现对电网参数的测量,文中给出了系统的工作原理硬件结构及软件流程。在硬件方面重点介绍了采样电路、模数转换电路、显示电路。软件方面将整套软件分成频率检测模块、数据采样模块、电参数计算模块、按键中断模块等几部分。     

超声发生器电功率测量电路

介绍了真有效值转换技术和超声发生器的基本结构、组成系统,并采用真有效值转换技术以及以真有效值转换集成芯片AD736为核心部件,设计了超声波发生器输出高频电压、电流的采样电路以及超声发生器输出大功率的计算电路,实现了对高频大功率电路的功率测量.此电功率测量电路应用在高频大功率的超声发生器系统中,可以实现对超声发生器输出的高频大功率进行监控和调试的前期准备工作中,也可以应用在其他设备的功率测量系统中.     

基于MAX197的电量测控系统

利用单片机技术设计多路电量测控系统,实现对电量的精确测量、控制,同时输出人工智能或位式开关控制信号.系统以单片机为核心,利用模数转换器MAX197构成多路测量电路,利用放大器构成输出电路,实现多路一一对应的闭环测量控制.系统软件采用PID控制器.实践表明:可根据需要增减系统信号采样通道的数目,采用软件抗干扰措施,采样数据可靠性高.采用参数密码保护和自检系统,有效防止由于错误控制而引起的不可预知的甚至危险的后果.输入输出硬件结构简单,系统低成本高速度,具有较好的测量控制精度.     

基于微小电流过采样的激光光栅测试系统

激光光栅的质量检测是光栅生产应用中的关键环节。该测试系统设计了高精度微小电流采样电路,采用过采样技术用AVR芯片内部10位ADC实现13位采样精度,采用窗口滤波、平均滤波进行进一步数据处理。系统提升光栅透光率的测量相对误差至5‰以内,0级与1级光斑光强比测量相对误差至1%以内,实现了高精度激光光栅测试。     

基于FPGA和USB的惯性测量组合测试系统设计

为实现某型惯性测量组合的自动化测试,设计了基于FPGA的测试系统,主要完成对惯性测量组合输出的舍有关键信息的3路频率及12路脉冲的测试.测试系统采用模块化设计,包括信号调理模块、分频模块、频率测量模块、12路脉冲计数模块、多路转换模块.测试系统接口采用USB形式,选用商品化的USB20C模块实现USB接口的设计,缩短了设计周期.实验表明,该系统满足设计要求,实现了惯性测量组合的自动化测试.     

MIMU数据采集处理系统设计

利用ARM系列微处理器和多片DSP芯片，设计了针对微惯性测量组合(MIMU)的微型数据采集处理系统。系统主要由CPU模块、运算模块、A／D采样模块、输入／输出模块组成。由于运算模块和A／D采样模块的故障率较高，设计为三模冗余结构。介绍了系统的模块通信与同步技术，故障检测方法等。实验结果证明该设计不仅保证了MIMU在数据采集处理方面的诸多性能指标，而且提高了系统的可靠性，实现了整个系统的微型化。     

基于单片机的高效光伏电源管理系统

设计了一种高效光伏电源管理系统,该系统以单片机为主控制器,外围包括蓄电池电压采样电路,蓄电池充电、放电电流采样电路,光伏电池的输出电压采样电路,光伏电池输出电流采样电路,DC—DC变换电路等,相互配合实现光伏电源系统的管理：一方面,系统采用最大功率点跟踪的方法使光伏充电系统输出功率最大,高效利用太阳能;另一方面,对蓄电池的充放电进行过充、过放控制,有效保护蓄电池,延长其使用寿命。     

采用衍射、干涉技术提高光电轴角编码器的测角精度和分辨率

光电轴角编码器广泛应用于精密角位置的测量、数控及数显系统中,是国内外研究的热点.采用衍射、干涉技术的光电轴角编码器(简称激光编码器)具有结构紧凑、小型化;分辨率和测角精度高;响应频率高等优点.通过对几种激光编码器的成功方案的深入分析,阐述了这项技术的最新进展和所面临的问题.     

机载光电跟踪成像消旋高精度测角系统研究

本文介绍了光电跟踪成像消旋系统的基本原理,利用旋转变压器和轴角数字转换器(RDC),设计完成了一套高精度测角系统。系统采用去脉冲干扰滑动平均值法进行实时滤波,完成消旋系统在两轴两框架内任意位置的角度测量;采用信号变换的方法,成功解决了因旋转变压器安装位置的不同可能导致系统失控的问题。系统的成功运用显著提高了光电跟踪成像消旋系统的调试和生产的工作效率。     

Digital Lock-in Amplifier Based on Microcontroller

A method of implementing high cost-effective and highly integrated digital lock-in amplifier with microcontroller is discussed. And the digital lock-in amplifier is more suitable for measuring low-frequency weak signal.Digital signal sequence is obtained through sampling signal measured over an integer number of signal periods, but digital reference sequence is acquired through mathematical operation, then digital phase sensitive detection can be implemented by calculating the cross-correlation function of digital signal sequence and digital reference sequence.In addition, the frequency response and phase character of the digital lock-in amplifier is analyzed. Finally, the designed digital lock-in amplifier is achieved. Experimental results show that the digital lock-in amplifier can be used for measuring weak signal with low ignal-to-noise ratio.     

基于PSD的电子激光标靶的研究

在分析平行光束经凸透镜聚焦后，在焦平面上汇聚点位置与入射角关系的基础上，提出了在电子激光标靶中，采用位置敏感传感器（PSD）和信号处理电路测量汇聚点位置，得到入射光角度的技术方案。该方案分析了测角精度的影响因素并提出了解决方法。通过对原型系统的实验分析表明，水平方位角测量范围和精度，完全满足实际应用中盾构导向要求。     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

磁阻式角度传感器在电子油门系统的应用

介绍一种磁阻式非接触角度传感器，可应用于电子油门系统中的油门踏板传感器和节流阀开度传感器。磁阻式传感器通过改变磁钢与磁阻元件的相对位置来改变阻值大小，从而将踏板的线位移信号或角度变化量转化成电压信号输出，以确定油门踏板的位置，实现对节流阀的调节，具有非接触式、成本低的优点。     

低惯量电-机械转换器动态特性研究

设计基于DSP永磁盘式步进电机控制系统,并将该系统作为数字伺服阀低惯量电-机械转换器,采用位置和电流双闭环反馈控制研究其动态特性。实验结果表明:该电-机械转换器在100%幅值下阶跃响应达到3.5ms;25%幅0值下对应相位角滞后90°频宽达到275Hz。     

磁阴式角度传感器在电子油门系统的应用

介绍一种磁阻式非接触角度传感器,可应用于电子油门系统中的油门踏板传感器和节流阀开度传感器。磁阻式传感器通过改变磁钢与磁阻元件的相对位置来改变阻值大小,从而将踏板的线位移信号或角度变化量转化成电压信号输出,以确定油门踏板的位置,实现对节流阀的调节,具有非接触式、成本低的优点。     

曲轴连杆颈相位角测量仪的设计及应用

传统曲轴连杆颈相位角检测方法,由于其通用性差、检测效率低、误差大等原因,不能满足曲轴大批量生产时的需要。对传统曲轴连杆颈相位角的测量方法进行了误差分析,提出了一种测量误差小、检测效率高的新型数显测量仪,并介绍了其结构原理和使用方法。     

应用数字散斑相关的运动轴面位置匹配

由于进行转轴动态扭矩测量时的旋转运动会导致应变测量无法直接进行,故提出了应用数字散斑相关技术的动态转轴表面位置匹配方法。该方法可通过对旋转运动中轴面位置的识别实现后续转轴表面应变位移的计算。搭建了运动轴面数字散斑相关实验系统,进行了轴面灰度值稳定转角范围的标定实验、标准转角的转角位移测量实验和运动轴面位置识别实验。实验表明,本系统轴表面图像在-π/15~π/15转角内灰度值较稳定,该转角范围对应转动方向160个像素,相关系数曲面有明显峰值,转角为-π/15和π/15的相关度分别为0.389 2和0.322 1,超出该范围后图像灰度信息淹没在由轴面弧度变化引起的噪声中;标准转角轴面位移识别精度和运动轴面位置识别精度为1像素。本文方法解决了旋转运动轴面的位置匹配这类大位移测量问题,为动态转轴的位移、应变等测量问题提供了有效方法。