一种克服分布电容的双频驱动电导率测量方法

文章给出了一种双频测量溶液电导率的方法,该方法通过选择两个合适的频率的交流激励施加于由电阻组成的分压电路上,测量其分压电路经精密整流滤波后输出的直流电压,通过解方程组求出分压电路的时间常数τ．然后求出被测溶液电导率值,从而克服分布电容对电导值精密测量的影响．     

基于电压脉冲激励的液体电导测量新方法

本文介绍了一种基于电压脉冲激励技术的新型液体电导测量的电路.它不仅能够消除介质的极化现象,还能避免传统交流激励模式下所必须的放大、滤波、信号调理及A/D转换环节,从而简化了电路结构,同时提高了测量速度及精度.适用于测量速度要求高、测量信号微弱的条件下使用.此电路的特点是激励频率与采样频率相同,直接进行数字量测量.实验测试的结果表明,在等效电阻从0.1～3 kΩ变化时,电路能够分辨出的电阻变化值小于0.05%.     

一种微小电阻测试系统的设计

为了精确测试微小电阻,基于开尔文四线检测法,设计了一种精度较高的微小电阻测试系统。设计方案为：微小电阻施加稳定恒流源信号后,通过采用AD8221为核心的一级放大电路、巴特沃斯二阶有源低通滤波和二级放大电路,获取放大、去噪、平稳的电压信号,经由ADC采集转换后显示被测电阻的阻值。采用最小二乘法拟合曲线对系统测试数据进行误差分析,显示误差小于0.2%,表明该系统测量精度高,可用于精准测量微小电阻以及微弱信号调理放大的场合。     

基于时间鉴别的随机等效采样短时时间测量方法

针对随机等效采样触发点与下一采样点间的短时时间测量存在测量精度不高、电路复杂问题,提出基于时间鉴别的短时时间测量方法。首先,构建基于边沿检测与窄脉冲扩展的时间鉴别电路,对短时间扩展以满足测量要求;其次,设计测时电路,将时间转化为电压进行测量,以提高测量精度。最后,搭建基于FPGA的随机等效采样短时时间测量实验系统。测试表明:该方法测量精度高且电路简单,采样系统波形重构效果好,满足了随机等效采样短时时间的测量需求。     

基于导纳矩阵分解的非线性电路故障诊断

提出了一种非线性模拟电路故障诊断新方法.利用矩阵理论的Woodbury公式分解扰动电路的导纳矩阵,推导出非线性元件端电压跨越其工作区间的上折点电压或下折点电压时,扰动元件参数的偏移量和可及测试节点的电压值.利用该方法对非线性模拟电路进行故障诊断,由可及测试节点的电压测试值,诊断出扰动元件参数的偏移量和非线性元件的工作区间.     

基于ARM的高阻气敏传感器测试电路

将ARM7应用到气敏传感器中,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,结合气敏薄膜材料的高阻值特点,设计出了显示气敏元件阻值及其所处气体浓度的测试电路。该电路以LPC2131实时监测电源电压,自动调整占空比,实现对温度的准确控制,并测量气敏薄膜的电阻。经气体浓度和元件阻值的校准后,电路可显示被测气体浓度,同时提供一个友好的用户界面,并具备报警功能,实现了智能气敏传感器的测量电路。完全满足气敏测试需要,电阻的测量精度达到±0.2%。     

基于储能电感的超声波发射电路本安化方法研究

针对煤矿千米定向钻机钻进过程中应用超声波换能器对钻孔状态监测时存在需要高电压驱动和本质安全化无法兼备的问题,提出了一种基于储能电感的本安型超声波发射电路。介绍了发射电路的基本原理,理论研究了换能器等效阻抗和稳压管动态电阻对激励脉宽的影响;分析了发射电路内部和输出本质安全特性,据此给出了本质安全参数的判断标准和一种高电压本安型超声波发射电路参数计算方法。实验结果表明：在设计参数范围内,200 V幅值的激励脉冲宽度能够可达2～3μs,大于设计值1.5μs;测量储能电感电流为0.9 A,换能器等效电容为1.05μF,分别小于本安条件下的电流1 A、电容100μF。因此,本文所提方法得到的电路参数能够在输出高电压激励脉冲下,满足本质安全要求。     

激光测距仪的脉冲电流供电温度控制系统

激光测距系统中的发射器件和接收器件具有温敏特性且均为小功率器件,精密测温电路采用Pt电阻时,Pt电阻的自热效应影响测温精度.为减小自热效应产生的测温误差,在分析Pt电阻测温误差产生机理的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,并通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差.使用高阶正交多项式拟合法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为0.000 6 ℃.系统稳定性测试结果表明,该系统在0～15 ℃时,各温度点控制稳定度均优于0.005 ℃,满足高精度激光测距的需要.     

激光测距仪中基于脉冲电流供电的高精度温度控制系统

半导体激光器及雪崩光电二极管作为激光测距仪中发射和接收系统中的关键器件,温度对其性能的影响限制激光测距仪的测量精度。而且二者均为小功率器件,精密测温电路中采用Pt电阻测温时,Pt电阻的自热效应产生的测温误差不能忽略。基于此,在对Pt电阻测温的误差产生机理做详细分析的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电的方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差;使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为 0.0006度。系统稳定性测试结果表明,该系统在0度到15度 的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0.005度 。     

电阻层析成像传感器软场特性分析

电阻层析成像ERT所基于的测量原理是：在电场作用（电流激励）下被测区域中电阻分布的不同会导致边界电压的改变。ERT传感器测量敏感场受被测介质分布的影响。这一软场特性是ERT图像重建中的主要困难之一。本文通过对电阻层析成像传感器的灵敏度分布的有限元分析,研究发软场特性的规律。结果表明,不同电阻率的介质分布对灵敏度值正负极性变化影响不大,而各处灵敏度值大小变化不仅与介质分布有关,还与该点在敏感场中的位置有关。     

基于单片机的自动电阻测量仪设计

自动电阻测量仪设计采用C8051F020单片机作为核心,采用高精度恒流源驱动的伏安法针对不同档位电阻进行测量,选用MAX1241高精度A/D转换器进行模数转换,具有100Ω1、kΩ、10 kΩ1、0 MΩ四个量程,电阻测量精度均达到0.4%。各档位之间均可以实现手动分档或自动档位切换,并能根据键盘输入的电阻值和误差值进行筛选,对于不合格的电阻能够给出语音提示,该系统同时可以自动测量连续变化的电阻值并实时显示及绘制变化的曲线。自动电阻测量仪体积小、精度高、运行稳定可靠,具有一定的实用价值。     

铁电材料测试系统用电压自动衰减电路

针对铁电材料测试系统中不同测试信号电压的差别，设计了电压自动衰减电路。重点介绍了自动量程转换电路、峰值AC／DC转换电路、继电器驱动电路和衰减电路的设计。利用配有电压自动衰减电路的铁电材料测试系统测量了PZT铁电体材料样品的电滞回线。测量结果表明，该设计解决了测试电压与采集卡量程的匹配问题，实现了铁电材料测试的自动化。     

AC-LED结温与开启电压关系测量

根据交流发光二极管(AC-LED)的工作特征,提出了一种简单而精准的AC-LED结温测量方法:开启电压法。通过理论分析和实验发现,AC-LED的开启电压会随着结温的上升而下降,且两者之间有良好的线性关系,从而确认将开启电压作为温度变化参数来间接测量AC-LED的结温。实验表明,开启电压法测量结温的重复性最大误差为2.0℃,热阻重复性最大误差为0.6℃/W。经过对比分析,开启电压法得到热阻值比参考脉冲法更接近真实值。     

二次侧压接对电流互感器自动化检定的影响分析

在低压电流互感器室内自动化检定系统中,互感器的二次侧采用压针结构实现自动化接线,压针式接线柱相较于传统压接方式易于实现自动化接线,但接线的稳定性无法得到完全的保障。由于互感器在检测位的放置精度及探针下压精度的影响,互感器与探针的接触面大小及接触压力有明显变化,进而造成接触电阻偏离理论值,最终影响检测结果。本文列举了金属接触面接触电阻的主要来源,并介绍了影响接触电阻大小的几类常见因素。在此基础上,对电流互感器检测回路建立了电路模型,在复数域推导了接触电阻与检定误差的关系,定量分析了接触电阻改变对检测结果的影响,并提出了一些减小影响的措施。分析结果在省级低压电流互感器集中自动化检测线中得到了验证。     

基于ADE7758的复费率三相电能表设计

设计了基于电能计量芯片ADE7758和单片机PIC16F877为核心的复费率三相电能表,实现了复费率电能计量、记录、自动抄表等功能。对具体的电压电流采样电路、计量电路、时钟电路、RS-485和红外通信电路等进行设计,并给出了系统软件流程图。设计的电能表硬件电路简单,抗干扰能力强,不同的通信接口方便用户使用,具有一定的应用价值。     

基于虚拟仪器的磁电机定子自动检测系统

为了满足电容充电式无触点(CDI)磁电机定子出厂性能检测的需求,提高检测精度、效率以及自动化水平,研究开发了一种磁电机定子自动检测系统。基于LabVIEW测控平台,设计并开发了检测台人机界面,实现了手动和自动控制两种模式的转换运行;对磁电机电压信号进行了采集、滤波、时频和峰值处理,同步测试出了开路峰值电压和点火提前角等指标;采用三针放电模拟火花塞点火,通过对火花电压和电流同步积分运算得出了点火能量值。该系统通过实际检测台的开发验证,能够自动同时测试出两个定子的各项性能指标,效率提高80%,测试误差不超过1%。研究结果表明,该系统具有较高的测量精度和柔性,能显著降低测试成本和工人劳动强度。     

绝缘电阻测试仪的设计

本文介绍了一种基于电阻分压原理的绝缘电阻测试仪的设计。利用A／D转换器对高压开关电源产生的高压在被测电阻与标准电阻之间的分压信号进行数据采集，通过单片机的处理即时的将绝缘电阻值显示在LCD屏幕上。较之以往传统的兆欧表而言，整个系统操作过程简单省力，界面友好，测量精度高，实现了测量的自动化。     

Characteristic analysis of shunt for high voltage direct current measurement

The resistive shunt is generally used as a sensor in the high voltage direct current (HVDC) system. The high frequency alternating current has an impact on the performance of the shunt owing to the skin effect and proximity effect causing DC measuring errors and even leading to protective system false operation. The impact of skin and proximity effects on the squirrel cage shunt is discussed in the paper. Numerical evaluation of the two effects is applied. The calculation results show that the value of the shunt resistance is dependent on the current frequency. Adequate selection of the radius of the conductors and the distances between conductors can greatly reduce the influence of the two effects on DC measurement accuracy. The field data of practical shunts during nominal operation and transient process confirm the results.     

A circuit for automatic compensation of the ohmic resistance of a solution in a three-electrode chemical cell by the current chopping method

A circuit for automatic compensation of the ohmic resistance of a solution in a three-electrode chemical cell is described. This circuit is designed for voltammetry of aqueous solutions of ions of heavy metals and can also be used for the analysis of the aqueous solutions of other substances. The circuit automatically corrects the voltamperogram offset on the potential axis by periodically chopping the current through the cell and measuring the voltage across the double layer capacitance. The compensation error is determined by the parameters of the circuit components and is within 0.1 mV, thus almost completely excluding the error in identifying ions of heavy metals.     

基于GPRS的接地电阻自动检测系统设计

根据短距法测量接地电阻的原理,采用单片机设计一个具有GPRS功能的接地电阻自动检测系统,以解决接地电阻自动检测及其测量数据的远距离传输问题。系统下位机主要由DDS电流源产生模块、A/D转换模块、GPRS模块、人机交互模块等构成。通过异频法选取检测信号频率,消除了地网工频干扰。上位机采用Delphi设计了上位机数据管理系统。系统具有接地电阻的远程自动测量和控制功能,并利用季节系数对接地电阻进行修正,避免了人工测量所带来的误差。