三维海流传感器信号采集系统的设计与实验

针对上升流流速缓慢难以测量的问题,设计了一种基于测量应变的新式海流传感器.通过电桥转换得到几微伏到几百微伏的微弱电压信号,采用高精度AD转换芯片AD7195作为海流传感器的核心电路,降低量化噪声.采用高精度基准电源以及交流激励、比率测量技术,提高模数转换精度;设计了上位机控制软件,可方便地调整模数转换参数和观察测量结果.通过实验验证了该信号采集系统能够满足海流传感器的测量要求.     

基于磁阻传感器的弱磁信号采集系统设计

针对磁阻传感器输出的微弱磁信号,介绍了一种有效的模拟信号调理方法,设计了一种基于各向异性磁阻传感器的弱磁信号采集系统,通过实验验证和分析,本系统可以成功地应用于弱磁信号的检测与数据的获取,证明了该采集系统的可行性、实用性。     

基于电容传感器的飞机滑油磨粒检测系统设计

飞机发动机的异常摩擦、磨损会在滑油中产生大量的磨粒,对滑油磨粒的有效检测可以为发动机的故障诊断提供可靠信息。设计了一个弧状极板式电容传感器,但传感器中电容变化量非常小,传统方法难以检测,采用交流电桥式电容检测方法。系统以AD9833为DDS信号发生器给交流电桥施加激励信号,经C/V转换、差分放大、相敏解调以及低通滤波等处理后得到实时电压变化。可实现弱信号的精确检测,且能有效克服杂散电容和寄生电容的影响。多次实验结果均表明：该检测系统具有灵敏度高,稳定性好等特点。     

基于三端式磁通门传感器的弱磁测量系统设计

利用三端式磁通门传感器测量微弱低频弱磁信号原理,设计了磁通门测磁系统用于测量不同质量的磁性材料。该系统可以直接测量一定质量的磁纳米粒子感应磁场强度并将其转化为直流值电压,然后让电压值与质量建立对应关系。在分析三端式磁通门传感器的工作原理的基础上,基于二次谐波法,设计了包含差分放大、选频放大、带通滤波、相敏检波和低通滤波的测量电路,然后在此基础上设计了差分式双探头磁通门传感器弱磁测量系统,最后通过实验测试和数据采集与分析,证明利用此种原理设计的测量系统可以检测不同质量的磁性材料。     

信号检测中的新型传感器

本文在介绍智能传感器、微传感器、多功能传感器和多参数传感器等倍受关注的新型传感器原理的基础上,结合国内外最新动态,研究了新型传感器在信号检测中的应用,指出在信号检测中存在的问题,给出了未来新型传感器的发展趋势.     

广域次声传感器阵列网络系统设计

针对次声信号检测的需要,本文设计了一种广域次声传感器网络系统,采用电容式次声传感器和次声信号采集仪组成检测系统,完成对次声信号的采集和接收,并通过系统软件设计完成对采集的次声信号进行实时分析、处理、存储及显示。     

光合有效辐射传感器及其调理电路设计

当前光合有效辐射测量主要依赖进口产品,探头及信号转换设备价格昂贵,校对成本高;国内相关研究较多,但缺少商用及稳定准确的产品。通过分析光电池的工作特性,给出了光合有效辐射传感器的结构设计并详细介绍其输出微弱信号的调理电路设计。该传感器结构简单、安装方便,调理电路在低功耗的前提下实现微弱电流-电压信号的转换和放大、高频噪声滤波等功能。测试结果表明:开发的光合有效辐射传感器及其微弱信号调理电路稳定性良好,经调理的输出电压与光合有效辐射之间线性相关性达0.9879,且能够适应户外动态环境。     

震动信号识别传感器系统设计

设计了一种具有信号识别功能的震动传感器,用于监测地面运动引起的信号,实现安防区域24h无人监控.系统利用处理器实现信号识别算法,通过无线芯片将识别结果发送给数据控制系统中心,实现传感器信号识别和信息传输功能.实验测试结果表明:该系统能够在3s内有效地对25m距离内的人和车辆信号进行识别,正确识别率达96％;在10s内对100 m距离内的轮式车和履带式车识别,正确识别率达90％.     

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。     

基于热导传感器的氢气浓度检测仪的设计

为了能对热电厂氢冷发电机组的氢气纯度进行精确测量,基于热导传感器TCS208F、A/D转换器AD7710及ARM内核的微控制器LPC2104,采用恒温检测的原理设计了一种氢气纯度检测仪。分析了检测仪的硬件系统组成和软件设计的流程,并对恒温检测电路的工作原理进行了详细的理论推导和分析。最后对设计的检测仪器进行了实验测试,结果表明:这种设计的检测精度和灵敏度很高且性能可靠,完全能满足电厂氢冷发电机组对氢气纯度检测的要求。     

一种涡流传感器恒流驱动电路设计

针对现有涡流传感器采用开环恒压驱动方式驱动,存在驱动电流受电路温漂和负载变化影响的问题,设计了一种应用线性控制理论的涡流传感器恒流驱动电路。详细介绍了该电路的各模块及多输入单输出反馈控制系统应用电路的设计。仿真和电路试验结果表明,相比于传统的涡流传感器开环恒压驱动电路,该电路不仅能提供恒定驱动电流,还具有较小的温漂及较强的负载变化能力。     

高精度星敏感器温度测量系统设计与实现

针对环境温度对高精度星敏感器测量精度的影响,设计了基于FPGA和AD7416的星敏感器温度测量控制系统。以FPGA作为主控制器,通过I2C总线控制温度传感器AD7416采集温度并控制制冷系统对星敏感器进行制冷,使其工作在-20℃-0℃范围内。实验结果表明,该系统测量速度快,测量精度高,提高了星敏感器的成像质量和测量精度,可满足星敏感器系统要求。     

基于载波频率的高频电流传感器均流控制系统设计

为使支路电流与总电流之间的数值配比关系始终低于额定极值标准,从而避免高频传感器元件出现电流占空输出的表现情况,设计基于载波频率的高频电流传感器均流控制系统。在IGBT驱动电路的支持下,按需连接电容变压器、均流电感元件、滤波电流传感器三类硬件应用设备,再根据DSP控制单元中支路电流的输出水平,确定电量变换器设备所处的实时连接位置,完成高频电流传感器均流控制系统的开发与实现。根据电流循环谱的特征条件,计算一阶载波指标、二阶载波指标的计算数值,联合已知的载波系数参量,确定当前情况下的电流频率协方差标准,实现基于载波频率的电流传输行为估计,匹配各级软、硬件执行条件,完成高频电流传感器均流控制系统的设计。实验结果表明,随着基于载波频率的均流控制系统的应用,支路电流与总电流之间的配比系数极大值始终不会超过额定极值条件,能够较好抑制高频传感器元件出现电流占空输出的情况,符合实际应用需求。     

收发同体型超声测距系统设计

介绍了一种收发同体型超声测距系统。该系统由发射电路、前置放大电路、滤波电路、AGC、整形电路和单片机控制器等组成。前置放大器由音频功放LM386组成。另外,对数据的采集和处理采用了反射波峰值检测法,取得了良好的效果。     

电涡流传感器在铝箔厚度测量中的应用

采用双频激励的低频透射式电涡流传感器在线测量铝箔厚度,同时,检测了铝箔表面温度,从而实现了多参数检测。为了减小传感器的非线性误差,消除铝箔厚度及其表面温度间的交叉敏感对其厚度检测所带来的影响,采用免疫算法实现多参数数据拟合。实测结果表明这种数据拟合消除了铝箔表面温度对铝箔厚度测量的影响,提高了检测精度,测量范围达到1～100μm,分辨力达到0.01μm。     

基于霍尔电流传感器的电源监控系统设计

针对交直流电源线路中电流的实时监控问题,设计了一种基于霍尔电流传感器的电源监控系统。在该系统中,电流传感器CSNE151—100基于霍尔磁补偿原理,将被测电流转换为具有线性关系的电压信号。系统中的数字信号处理器（ DSP）采集传感器的测量值并通过控制开关实现对电源的过流保护。在实验室对系统进行了测试,实验结果表明：该电源监控系统具有响应速度快、测量精度高的优点。该系统已应用到工程实践中,工作稳定可靠,具有很好的实用价值。     

铂电阻测温传感器的间歇电流激励方法

分析了铂电阻测温传感器自热对测量精度的影响及克服自热影响的途径,讨论了铂电阻传感器的间歇电流激励方法,分析和实验表明这是克服铂电阻自热影响的有效方法。