激光调阻机高精度可编程电压源电路的时域分析

论述激光调阻机中用有源单臂电桥进行刻蚀电阻的原理, 提出在低阻测量时消除线电阻及其接触电阻的一种方法. 在时频域对激光调阻机高精度可编程电源电路进行分析, 得到消除线电阻及其接触电阻的结论.     

基于有限元法的片式电阻阻值与激光刻蚀路径关系的研究

激光对片式电阻的刻蚀路径直接影响片式电阻的阻值精度,掌握激光刻蚀路径对片阻阻值的影响可为精调片阻阻值提供理论依据.掌握激光刻蚀路径与片阻阻值关系的前提是确定准确、有效的研究方法,首先,应确定片阻阻值与激光刻蚀路径关系的物理模型,然后应用有限元法计算该物理模型的数值解,分析、处理这些数据可得到不同型号片阻阻值与不同刻蚀路径之间的定量关系;经实验验证表明,利用有限元法得到的片阻阻值与刻蚀路径的关系函数的计算偏差不大于2%,可以应用有限元法研究激光刻蚀路径对片阻阻值的影响,进而为精调片阻阻值提供了控制依据.     

物理参数不相关性的统计验证方法

在激光调阻机高精度可编程双电压源（DVS）中, 线电阻是影响测量精度的关键因素. 测量DVS在两种不同线电阻条件下的输出电压, 并用数理统计方法验证了输出电压与线电阻不相关, 即导线电阻与输出电压无关, 结果表明, DVS设计正确. 该方法可验证系统中两个物理量的不相关性.      

可实现特殊激光微加工工艺的控制系统

以发动机气缸内表面作为激光微加工对象,基于半导体二极管泵浦YAG激光器的声光调Q技术,研制出可满足特殊激光微加工工艺要求的激光微加工设备控制系统.通过对运动控制卡MC8041A及自制的激光调Q控制卡的软件编程,实现对设备机械运动系统以及激光调Q信号输出的控制.运动控制卡控制各轴伺服电动机运转;激光调Q控制卡接收安装在旋转轴上的高精度增量式旋转编码器的反馈脉冲,对其进行计数、分频后,输出所需激光调Q信号.借助于激光调Q控制卡对激光头旋转运动和激光器单个激光脉冲输出的协调联动控制,形成单脉冲同点间隔多次激光微加工工艺,实现对发动机气缸内表面高效、高质量的微加工.     

基于CPLD与单片机的激光脉冲控制卡设计

为实现激光微加工领域中单个激光脉冲在规定位置的精确输出,以CPLD(复杂可编程逻辑器件)和单片机为核心部件,研制出一种激光脉冲控制卡.CPLD用于实现单片机与上位工控机的高速并行通信,接收外部运动系统产生的脉冲信号,并对其进行4倍频处理;单片机对CPLD预处理后的脉冲信号进行计数、分频处理,并最终输出一定频率、脉宽可调的控制信号给激光调Q驱动器,利用声光调Q技术实现单个激光脉冲规律性的输出.结果表明:本板卡集成了CPLD和单片机各自优点,减少了外部电路模块,降低制作成本,提高了系统的稳定性.通过激光脉冲控制卡对外部运动系统及单个激光脉冲输出的协调联动控制,成功实现单个激光脉冲在规定位置的精确输出,保证了激光微加工的高质量和效率.     

基于STM32的DFB气体激光器驱动电路设计与实验

可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监测电路、电阻-电压变换电路、温度采集电路、MAX1978制冷器控制芯片、数字PID整定算法等于一体的激光驱动器;然后,实验测试激光驱动器对DFB激光器(1 627 nm)电流调谐与温度控制的性能,分析确定DFB激光器波长的电流调谐系数、温度调谐系数以及内部温度误差来源;最后,通过改进B值计算及校正方法,对激光驱动器温度控制误差进行补偿,实现DFB激光器输出波长的精准锁定。实验表明:改善后的激光驱动器较传统激光驱动器的驱动电流绝对误差降低54.5%(±0.005 mA);控制温度绝对误差降低71.4%(±0.01℃);响应时间提高2.98倍(0.067 s/℃);C_2H_4气体检测系统精度提高17%。研究结果为TDLAS气体检测方法的应用提供了可靠的技术支撑。     

采用支持向量机的非对称阀控液压缸模型预测控制

针对非对称阀控液压缸位置控制中出现超调与由阀芯换向引起的压力冲击问题,设计了基于支持向量机与序列二次规划算法的非线性模型预测控制器。采用支持向量机拟合控制信号与活塞速度的关系得到系统的近似模型,使用序列二次规划算法求解获取控制器输出;通过增加输出约束以及满足输入约束实现每次控制过程中阀芯不换向、活塞快速到达目标位置并且无超调。数值仿真结果表明:在相对位置误差信号大于8%时,控制器输出的控制信号始终大于最大控制信号的90%,有效缩短了系统的响应时间;在保证活塞位置无超调、阀芯不换向的条件下,实现了精确位置控制,稳态误差小于0.02%。所提算法实现了多约束条件下非对称阀控液压缸系统的无超调快速控制,具有一定的理论和工程价值。     

基于虚拟仪器的心功能检测系统的设计

设计了一种基于虚拟仪器的具有心电采集和踏车控制功能的心功能检测系统.系统采用自行设计的数据采集卡来实现心电数据的安全测量和输出控制指令.数据采集卡由心电信号放大电路、信号采集电路、踏车控制电路组成,通过USB接口与PC机相连.系统软件采用LabVIEW编程语言,可实现数据库管理、心电波形显示、心电特征点分析、实时心率显示、ST段识别、踏车控制、数据即时存储、波形回放以及打印诊断结果等功能.     

激光器功率控制的研究

设计了一个激光器功率控制系统,系统以单片机AT89C51为控制核心,单元电路由LCD显示电路、按键电路以及相关外围电路构成.利用数字电位器DSl867实现了对激光器电源内部电阻的控制,从而改变激光器发射功率等级的目的.同时系统还实现了检测激光器所在环境的温度,及高温报警、定时控制等功能.本系统利用Proteus和Keilc 软件进行了仿真调试,结果表明激光器功率等级的控制和环境温度的测量等功能能够实现.     

用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计

半导体激光频标的核心是半导体激光器,其输出激光的线宽与稳定性是影响频标性能指标的重要因素之一。半导体激光器对工作温度很敏感,需要有恒定温度保证半导体激光器工作稳定。本文在借鉴常用的一些温控电路的基础上,给出了一种实用的控制精度较高的温控电路设计,实现了对激光器工作温度的控制。并对整个电路做出了实验仿真和测试,系统控温精度达到0.01℃。     

基于回转器的电力变压器绕组直流电阻测试原理及应用

变压器绕阻等效电路是一个大电感与一个小电阻相串联的组合.变压器绕组直流电阻测试回路是一个一阶电路,其时间常数很大,人们为了减小测试回路时间常数,提出了很多有效办法.本文利用回转器将大电感与小电阻相串联的组合转变为小电容与大电阻相并联的组合,配合桥式测量电路,大大减小了测试回路中的时间常数,从而为实现电力变压器绕组的直流电阻快速测试提供了新的途径.同时设计了具体应用电路,以供参考.     

基于晶体管电流源的1比特DAC设计

提出了一种基于晶体管电流源的1比特DAC电路设计,电路由晶体管、电阻等分立器件构成,电路前端是FPGA将数字信息‘1’和‘0’编码为4路TTL电压脉冲,4路TTL电压脉冲分别控制4路晶体管电流源,然后将输出叠加为"阶梯"余弦信号,最后经过低通滤波得到适合基带传输的模拟信号,电路在ADS软件中仿真验证.     

激光注入锁定技术压缩线宽的研究

本文采用多模激光振荡的半经典理论,分析了在注入锁定时腔内各纵模与注入信号间的作用关系.用连续的Nd:YAG激光器产生的单纵模激光信号,注入高增益调Q非稳腔激光器中,实现了注入锁定,获得了脉宽为20ns、峰值功率为10.5MW的傅立叶变换极限的单纵模激光输出.     

基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

脉冲激光峰值功率快速可调方法研究

激光引信弹目交会过程时间短,激光回波功率变化迅速,如何真实模拟激光回波功率是一个难点. 为此,通过对弹目交会过程中激光回波功率变化规律的分析与研究,提出通过改变脉冲半导体激光器驱动信号脉宽与激光器驱动电路供电电压的方法实现回波激光功率的变化变换. 在硬件设计中通过FPGA控制高速数模转换器,实现半导体激光器驱动电路供电电压的亚毫秒级的快速转换. 结果表明,系统可以实现脉冲周期100 μs内半导体激光器输出功率的快速、准确变化.     

基于LabVIEW的焊接测控系统开发

针对窄间隙旋转电弧焊焊缝跟踪的需要,开发一套测控系统.考虑到该焊接方法的特点和开发的效率、速度要求,采用"数据采集卡 PC机"模式,并选择LabVIEW作为测控系统的开发软件.系统功能主要包括数据采集、信号分析和输出控制.为便于完成有效的电弧传感,系统能灵活设置采样时钟、采样集、各种触发等功能,实现对特定区域的采样.由于需要较高的数据采样率,同时需要并行进行测试和控制,实现了高速数据流并行处理模式.为有效对采集信号进行处理,实现滤波,信号变换以及焊缝偏差检测的算法.为实现有效的控制,系统完成了同步、PWM输出控制、PID控制等功能.程序具有界面友好、高可靠性和好的扩展性,为进一步研究窄间隙旋转电弧焊提供好的实验平台.     

基于光电技术检测系统设计研究

本文主要介绍一种以激光为载体信号的检测系统实现方法.利用激光脉冲信号的调制、控制发射,再结合光电检测与单片机的相关技术设计了该检测电路,从而实现利用激光传载信号,进行多路多组控制.通过对系统检测精度、单片机编程控制,该系统可广泛应用于精密制造、纺织、机械、食品、高科技武器等场合.实践证明该系统具有稳定可靠,快速高精度等特点.     

新型可调谐外腔半导体激光器光频扫描干涉测距方法

针对光频调谐器件压电陶瓷的形变滞后影响测量精度的问题,提出了一种采用局部二次曲线过渡的激光器驱动信号波形的修正方法。利用布里-帕罗干涉仪测得的光频率扫描时间,建立了激光器扫频驱动过程的传递函数模型,采用最小二乘峰值检测法来识别干涉信号的波峰,通过建立的激光器扫频驱动控制传递函数模型,对激光器光频率非线性输出进行了补偿。实验结果表明,激光器扫频驱动信号波形修正方法可消除干涉信号转折处的波形畸变,而相位测量、激光器输出的补偿方法可将测量系统的重复精度、定位精度提高近10倍。     

Al2O3陶瓷基体温度传感器的激光精密加工技术研究

为了掌握采用激光精密加工技术加工Al2O3陶瓷基体温度传感器的最佳工艺参数,文中采用声光调QNd:YAG激光划片机加工Al2O3陶瓷基体,研究激光划片工艺参数与Al2O3陶瓷基体上刻槽深度与宽度的关系,以及采用调阻机加工Pt薄膜电阻,研究激光调阻工艺参数与调阻精度的关系。     

腔损耗调制Nd:YAG激光器的混沌控制研究

在腔损耗调制Nd:YAG激光器的前置偏置电压中加入正弦控制信号,通过调节控制信号的强度系数,将系统控制在不同的周期轨道上,能够提高输出功率的同时还得到了品质良好的激光输出.该控制方法算法简单,容易在工程上实现,对获得品质良好的高功率激光输出有较好的参考价值.