基于PSoC的定频调幅式电涡流传感器的设计

针对煤矿提升系统闸间隙监测保护中存在的问题,结合电涡流测量原理、可编程片上系统(PSoC)和定频调幅式电路的特点。设计了一种基于PSoC的调幅式电涡流传感器。给出了系统设计方案,在PSoc芯片上实现了信号发生、幅值放大、整流、AD转换以及CAN通讯等功能,详细阐述了其软硬件逻辑设计。     

基于AD537V/F转换器的高精度智能测温仪设计

介绍了利用铂电阻PT1000作为温度传感器,以高精度、高线性度的电压/频率转换器AD537构建的高精度智能温度测量系统.利用AD537直接将电阻值转换成频率信号,供后续微处理器进一步处理.减少了一般测量系统中用电阻-电压转换电路以及信号调理电路带来的误差.经实际应用表明,此系统实现了高精度的温度测量,使误差不超过±0.2℃.     

基于FPGA的电容数据采集系统的设计

本文介绍了由FPGA、电源电路、电容/电压转换电路、高精度A/D转换电路等模块组成的电容数据采集系统。该系统以FPGA器件EP3C25为核心,基于DDS算法和D/A转换芯片DAC8830产生载波信号用于电容变化信号的调制,选用24位高精度A/D转换芯片进行电容调制信号的数据采集。详细阐述了系统的硬件设计方案和在Quartus II中利用Verilog HDL语言实现DDS算法和AD7767 A/D采样控制的软件设计方法。实际运行结果表明,该系统能对电容变化进行数据采集,具有精度高及抗干扰性强等优点。     

基于RDC的高精度智能温度测量系统设计

传统的温度测量系统采用恒流源电路和信号调理电路,降低了电路稳定性和精度。为了解决此缺陷,研制了一款高精度温度测量装置。该温度传感器采用德国贺利氏薄膜铂电阻PT1000芯片。利用基于电阻数字转换技术的专用电阻测量芯片PCap01进行电阻高精度测量。测量结果通过SPI通讯接口传送给单片机,经过单片机数据处理之后,通过16位D/A转换芯片AD5420输出标准的三线制4m A~20m A信号。并同时应用HART调制解调芯片AD5700-1芯片在4m A~20m A模拟信号的基础上叠加数字音频信号进行双向数字通讯。在三线制4m A~20m A接口上实现了HART通信功能,解决了两线制HART变送器对整机功耗的限制。由于系统采用电阻单芯片测量方案,实现了微型化,具有自检功能并支持HART协议实现了智能化。实验结果表明温度测量系统测量,符合工业标准,误差小于0.006°C,实现了温度的高精度测量,并解决了的两线制HART变送器的功耗问题。     

基于PSoC3的便携式PH检测仪的设计

本文主要介绍了一款基于PSoC3的便携式PH检测仪的设计,该系统主要由主控芯片、数模转换电路、电容感应模块和液晶显示电路四个部分构成。本文主要介绍了采用PSoC3所设计的便携式PH检测仪的工作原理、系统框图及各个功能模块的软硬件设计,给出了相应的电路原理图和程序流程图。本系统具有结构紧凑、可靠便携等优点,能够很好地满足实际测量的需求。     

AD698解调的电感位移传感器性能提升

AD698信号调理芯片应用于电感位移传感器作为信号处理模块,具有优良的性能.但应用于磁轴承系统位移检测时,需要进一步提升性能指标.针对AD698存在的驱动能力不够、接口电压偏低、带宽偏低等不足,进行了电路方案的优化.保留AD698的解调模块,但置换了它的正弦发生与功率驱动模块.通过应用新的电路设计方案,实现了电感传感器带宽的扩展,并提升了传感器灵敏度.     

基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。     

高精度调频式电容位移传感器

设计了一种单极板调频式电容位移传感器,可实现非接触微位移测量.其原理为通过双路差频方法得到位移-频率的调制信号,再由乘法器鉴频得到位移变化量.电路包括测头及LC振荡电路、本振电路、混频下变频电路和鉴频电路.实验表明该传感器分辨力达到5 nm,并具有较好的线性度.     

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。     

基于TAC的高精度频率测量系统的设计

为解决精密加法器时钟守时系统内本地振荡器频率测量模块分辨率低、测量精度差的问题,针对加法器时钟应用场景的特点,设计了一种新型的基于高稳定度PPS(秒脉冲信号)的高分辨率频率测量系统,详细分析了该系统的电路实现及测量算法,给出了一套完善的实用方案,解决了目前应用较多的本地时钟频率测量方案的诸多缺点,实验表明该系统可实现13位时间间隔测量精度,为低成本高精度仪器仪表的设计实现提供了一种新思路。     

电动车安全性能检测线的电磁兼容性分析与设计

为解决基于STC12C5A单片机的电动自行车安全性能检测系统的测量控制单元的抗干扰性、测量稳定性等问题,将电磁兼容性(EMC)设计技术应用到系统设计中。针对不同的干扰源和耦合通道,结合电源设计、模拟量输入电路设计、开关量输入/输出电路设计以及印刷电路板布局设计方法,分析了电磁干扰源、耦合通道和控制测量系统之间的关系。在电动车生产厂家的电磁环境中使用电动自行车安全性能检测系统,进行了抗干扰性对比试验,其结果表明电磁兼容性设计后,生产环境对系统的干扰下降到1%以内,测量系统工作稳定。     

液压阀用位移传感器检测电路设计与分析

针对液压系统中阀芯位移需实时检测的设计要求,设计了一种基于分离元件的液压阀用位移传感器检测电路,并详细分析了正弦发生模块和解调模块的工作原理,然后将该电路与采用集成芯片AD698搭建的检测电路在线性度、滞环、输出电压的阶跃响应、正弦跟随特性以及稳定性方面进行了实验对比。实验表明,使用分离元件搭建的检测电路在动静态性能方面略差于采用集成芯片搭建的检测电路,但电路成本低,温度稳定性良好。     

一种用于SLA设备的液面检测装置

提出了一种新型的准绝对式光电编码器及其解码系统,它具有精度高、结构紧凑、输出结果可靠等优点。介绍了该码盘编码特点及原理,并实现了稳定的电子细分,最后结合索引信号INDEX得到的绝对位置和由ADC得到的细分位置,在FPGA内进行了综合处理,并实现了可靠的多重定位系统。实验结果表明,构建的整个系统工作稳定,输出结果可靠。     

基于高精度A/D的石英挠性加速度计数据采集的设计

主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬件设计的基础上,对软件设计进行了相应的介绍。     

基于单片机控制电子胸卡的设计

介绍一种以计算机和单片机为上-下位机结构的电子胸卡设计。通过上位机软件控制系统提取汉字点阵数据,发送显示控制命令。下位机由LPC900系列单片机和LED显示屏的硬件驱动电路构成,存储点阵数据和控制动态显示。上位机与下位机之间利用红外串行通信完成数据传输。该显示系统具有体积小,质量轻,功耗低和使用方便等特点。     

基于PSoC的车位控制器设计

Cypress公司的可编程片上系统(PSoC)由于其集强大的功能和灵活的开发于一身,得到了广泛的应用。本文介绍了基于PSoC的车位控制器设计方案,并给出了相应的硬件与软件设计。与普通的车位锁相比,采用PSoC微处理器CY6C29466设计的车位控制器可以通过无线遥控实现车位锁的开锁与上锁,无需用户下车手动操作,使用方便灵活。     

基于超精密加工激光轮廓仪的数据采集系统的设计

介绍了一种基于超精密加工激光轮廓仪的高速数据采集系统的设计方法,主要讨论了数据采集系统的硬件电路设计和后期虚拟示波器的软件设计,对采集卡的原理设计、PCI接口设计和虚拟示波器程序设计等方面进行了研究,实现了高速激光轮廓仪的在线实时监测。FPGA选用Altera公司CycloneⅢ系列的EP3C55F484C8芯片,采用Altera公司的PCI MegaCore来设计PCI接口,实现与PC机的数据传输。后期虚拟示波器的设计采用Visual Studio的C#进行设计。本采集系统具有高速、低成本、高精度、实时监测等特点,并且采样频率和采样点数可以灵活设置。     

基于PSoC3的高性价比虚拟信号分析仪

以PSoC3为基础设计了一种高性价比的虚拟信号分析仪。系统由虚拟仪器卡和配套PC软件2部分组成,两者采用USB 2.0通信。虚拟仪器卡完成信号采集和产生任务,其中微控制器、ADC、DAC、USB、信号切换等核心模块完全在一块PSoC3芯片上实现。配套PC软件完成信号实时显示、记录回放、频谱分析和信号源生成功能,在图形化开发环境LabVIEW下设计。系统充分利用了PSoC3在模拟和数字信号混合设计上的优势,具有高性能、低成本、低功耗、携带方便等特点。     

电子式电流互感器数据采集系统的研究

为了更好地适应电力计量系统数字化发展的趋势,设计了一种新型的电子式电流互感器数据采集系统。采用高速数字信号处理器(DSP)TMS320F2812芯片,外接14位的AD7894和信号调理电路,为了更好、更快地进行信号传送,DSP和AD7894之间采用光纤传输。给出了A/D控制程序流程图、仿真波形,并分析了测试结果。该系统具有强大功能的芯片和效率更高的软件使系统增强了数据采集和数据传输的速度和精度。该数据采集系统具有低功耗、高性能及良好的电隔离性。试验结果表明,测量精度符合IEC0.2级标准。