基于FPGA的准绝对式编码器的角度测量系统设计

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。     

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。     

一种新颖的大功率精密交流伺服系统

介绍一种新型的大功率精密交流伺服系统.此系统针对其它方案的不足,用交流变频调速器作功率输出器件直接驱动交流电机,用高精度轴角编码器作为位置检测器件,用16位单片机作控制器,构成数字化闭环控制,实现大功率精密位置伺服系统.此系统简便、经济、可靠,为变频调速器的应用开辟了新途径,为精密位过控制提供了新手段.     

PCI-1716数据采集卡在校直测控系统中的应用

应用研华PCI-1716多功能数据采集卡和32位动态链接(DLL)驱动程序接口,在VB平台上实现对PCI-1716数据采集卡的驱动和控制;根据汽车转向器扭力杆校直系统的要求,采集轴旋转过程中位移传感器检测的轴截面外圆周最大径向跳动量对应的电信号,实现实时数据采集、分析和处理,并完成校直系统的各项测量和控制任务。实验表明,该系统能快速高效地进行数据采集,计算矫正量、实施校直,并直观输出校直结果。系统界面友好,操作方便,结果可靠。     

基于AVR单片机的多音频报警器的设计与实现

本文针对传统音频报警器的一个扬声器发出一种报警声音缺陷和不足,基于AVR单片机中8位微处理器Atmega8,设计了一种采用一个扬声器即可输出八种报警声音的多音频报警器,通过将报警声音表示为中断时间常数和中断次数的数组,实现报警器的多音频输出功能.本文详细阐述了多音频报警器的工作原理和系统构成,描述了主要模块的硬件电路设计,给出了报警声音的转换策略以及整个系统的软件实现方法.实际使用结果表明:多音频报警器硬件电路可靠,性能稳定.     

短电弧机床数控脉冲电源的研制

介绍了短电弧机床数控脉冲调频电源的设计和研制,提出采用两级调制实现电源输出参数（幅值、频率、占空比）的连续可调,并分别阐述了电源主回路、控制系统、保护系统的设计。电源以DC／DC全桥逆变作为一级调制实现输出脉冲幅值的可调．并联斩波电路作为二级调制实现输出脉冲频率和占空比的可调。实验结果证明电源运行可靠、输出特性良好、抗干扰能力强。     

基于P89C51RD2H和Lab Windows／CVI的自动测试系统设计

介绍了自动测试系统的设计思想和总体构成,给出了系统的软、硬件设计方案。系统采用RS232总线与计算机进行通信,应用LabWindows／CVI上位机软件,进行控制信号的采集与输出,并显示采集结果。实验表明,该系统的可靠性较高、使用方便。     

大电流恒流源系统的设计与实现

针对断路器检测试验中对大电流恒流源系统的特殊要求,并为了能更准确、更方便、更可靠地检测断路器的使用性能,设计了一种基于多磁路变压器和PLC控制的大电流恒流源系统。该系统通过控制多磁路变压器输入端磁路的投入,使输出端获得全程分级连续可调的电压;系统采用反馈控制,通过电流互感器和PLC,输出电流和目标电流作负反馈比较,实现了“输出电流无限接近于目标电流且保持稳定”,控制过程分为调零、内阻测量、多磁路投入、调压和稳流;根据系统的反馈控制策略,设计了三菱PLC的控制梯形图和上位机的软件程序;通过分别控制输入电压和试验内阻的变化,测试了系统的稳流性能。研究结果表明,该大电流恒流源系统使用界面友好方便、性能可靠、响应快、精度高。     

宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡设计

针对无人机综合测试领域对复杂温度环境下模拟量信号输出的精度以及通道数量的需求,设计了一种宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡。系统采用FPGA作为主控单元,使用分辨率为16位的D/A转换器AD5372,利用DS18B20温度传感器实时监测系统工作温度,进行模拟量输出的温度校准,最终实现在0～85℃条件下精准输出64路模拟量信号,输出范围在-10～10 V。为提高通用性和标准性,系统支持千兆以太网、LVDS、RS422 3种数据通讯接口,并配备上位机软件实现人机交互。经实际工程验证,在0～85℃条件下输出的模拟量信号误差均在±0.5 mV以内,符合系统设计指标,为无人机测试领域产生多通道高质量的模拟量信号提供了成熟可靠的工程化解决方案。     

基于AT89C52单片机的容栅传感器测距系统

根据容栅传感器的检测原理,应用单片机对其输出的串行信号进行处理。设计了一套以AT89C52单片机为核心的容栅传感器测距系统,该系统通过将容栅传感器输出的串行信号转换成并行信号的方法,方便地实现单片机对容栅传感器输出信号的处理。该硬件结构简单,工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。文中阐述了容栅传感器的输出信号与该测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法,并提出了一些改善系统的建议和方法。     

编码器自动检测过程的虚拟仪器化设计

在传统的光电轴角编码器手动检测基础上,设计了一种编码器自动检测系统。以LabVIEW为开发平台,采用直接比较法,通过RS-232串口传输数据,24位高精度编码器作为基准,步进电机控制转台自动定位,多点检测以消除系统误差。系统具有自动记录数据、误差分析、绘制误差曲线、数据存储等功能。实例检测结果表明:该系统可对高达18位的各类光电轴角编码器实现自动检测,操作简单,可靠性高。与传统手动检测相比,消除了人眼读数和手动定位误差,检测效率提高近3倍。     

小型光电编码器长周期误差的修正

针对小型光电编码器长周期误差成因及分布规律复杂的特点,提出了一种光电编码器长周期误差修正方法。建立了基于正交三角函数基的傅里叶神经网路误差修正模型,将光电编码器输入输出间的非线性优化问题转化为线性优化问题。误差修正模型以高精度基准编码器输出值作为学习目标;引进模拟退火策略的差分进化算法对网络进行训练,保证了在训练的初始阶段具有较强的全局寻优能力和在训练后期具有较快的收敛速度和较高的精度。运用设计的方法对16位小型光电编码器进行了长周期误差修正处理,实际测试显示：编码器的峰值误差由45"~-17.5"减小到10"~-8.75",长周期标准偏差由修正前20.3"减小到修正后4"以下。结果表明提出的长周期误差修正方法提高了光电编码器的精度。     

航天级光电编码器的信号处理系统设计

为了实现航天级光电编码器的小型化,减小航天设备的体积、重量并满足其冷备份要求,设计了具有双读数系统的航天级光电编码器信号处理系统。首先,介绍了双读数系统航天级光电编码器的精码和粗码信号处理方法以及信号处理系统的小型化和可靠性设计;然后,从光电编码器误差产生的原因及空间分布特征出发,对双读数系统航天级光电编码器进行了精度分析;最后,采用比较法,以23位高精度光电编码器作为角度基准,对该光电编码器进行了精度检测。实验结果表明:应用该信号处理系统的双读数系统光电编码器的分辨力为20″,精度σ≤30″。该系统已在工程项目中得到应用,实践表明系统的设计满足航天设备的技术要求。     

自驱动关节臂坐标测量机关节角度实时测量系统

针对传统的光电编码器角度测量方法无法满足自驱动关节臂坐标测量机角度高精度实时测量的问题,设计了基于FPGA组合设计方法的光电编码器角度实时测量系统,由原理图输入设计的抗扰动模块、Verilog HDL语言设计的四倍频辨相计数模块、Qsys搭建的数据传输模块和Visual Studio设计的软件模块组成。通过与数字采样频率为1 MHz的16位USB-6229数据采集卡同步对比实验结果表明,在相同条件下,FPGA与数据采集卡同时测量光电编码器的数据完全吻合,因此设计的光电编码器角度实时测量系统可以直接运用于自驱动关节臂坐标测量机的关节角度测量。     

S3C4510B芯片在远程数字视频监控系统中的应用

介绍了基于ARM体系结构的32位微控制器S3C 4510B在远程数字视频监控系统中的应用。方案采用以S3C 4510B为核心的控制模块,以OV 6630为核心的图像采集模块,两大模块通过M PEG编码芯片和CPLD组成完整的系统。主要介绍了以S3C 4510B为核心的控制模块的软硬件实现过程,成功地将32位微处理器应用于远程数字视频监控领域。     

变速箱ECU功能检测系统设计

开发出一种变速箱ECU的功能检测系统。开发了以飞思卡尔16位单片机为主控芯片的检测电路板,在CodeWarrior环境下编写单片机控制程序,并利用VB编写上位机软件。该系统可用于变速箱ECU的出厂检测,可实现ECU的电源、CPU、通信、输入输出等模块的功能检测。实验表明:该系统快速、准确、可靠,提高了ECU故障的检测效率。     

二十三位绝对式光电轴角编码器

23位绝对式光电轴角编码器是最新的研制成果,它具有0.15秒的角分辨率,优于±0.6角秒的标准偏差,稳定可靠。本文介绍它的工作原理。     

Absolute angle measurement using a phase-encoded binary graduated disk

A new absolute angle measurement method using a phase-encoded binary graduated disk (PE-BGD) is presented. An absolute position binary code (APBC) is encoded by shifting the positions of binary patterns, and can be sub-divided by detecting their positions with sub-pixel resolution of a multi-element detector. Using an n-bit linear shift feedback register, we expressed a recursive APBC dividing the full circle by 2ⁿ − 1 angular positions. An experimental setup was constructed with a microscopic imaging system, a rotation stage having a precision angle encoder, and two kinds of PE-BGDs which employed 10-bit and 13-bit APBC. The resolution of the APBC, which equals to signal period of the PE-BGD, used in each disk is 0.352° and 0.044°, respectively. We evaluated its performance by comparing the readouts of the proposed system and the angle encoder, throughout the full circle range and for one signal period. In the full circle range, the differences between two measurement systems were less than 1/50 of the resolution of the APBC. We also proved that the absolute angle could be measured with small nonlinearity error, which was less than 1/600 of the signal period.     

An accurate system for onsite calibration of electronic transformers with digital output

Calibration systems with digital output are used to replace conventional calibration systems because of principle diversity and characteristics of digital output of electronic transformers. But precision and unpredictable stability limit their onsite application even development. So fully considering the factors influencing accuracy of calibration system and employing simple but reliable structure, an all-digital calibration system with digital output is proposed in this paper. In complicated calibration environments, precision and dynamic range are guaranteed by A/D converter with 24-bit resolution, synchronization error limit is nanosecond by using the novelty synchronization method. In addition, an error correction algorithm based on the differential method by using two-order Hanning convolution window has good inhibition of frequency fluctuation and inter-harmonics interference. To verify the effectiveness, error calibration was carried out in the State Grid Electric Power Research Institute of China and results show that the proposed system can reach the precision class up to 0.05. Actual onsite calibration shows that the system has high accuracy, and is easy to operate with satisfactory stability.