着火滞燃期微机检测系统及其应用

本文叙述了作者研制的柴油机着火滞燃期微机检测系统及其应用情况。该系统由传感器、信号处理电路、微型计算机及记录装置组成。传感器检出的信号送入信号处理电路后,经滤波、放大、整形及合成,成为等效于滞燃期的数字脉冲信号。将其输入单板机,运行汇编程序,连续采样并处理滞燃期数据。该系统检测精度高,在故障诊断及自控中使用便利。     

基于蓝牙与PDA的便携式土壤电导率测试仪开发

开发了一种具有无线通讯功能的便携式土壤电导率测试仪.测试仪采用"电流-电压四端法"设计方案,包括传感器电极、控制电路和基于蓝牙与PDA的无线通讯系统3部分.传感器电极由4个不锈钢探针组成,外侧电极用于向土壤中输入交流恒流激励信号,内侧电极用于检测与土壤电导率密切相关的电压降.控制电路采用AT89S52单片机作为主控芯片,包括作为输入激励的交流恒流源电路和信号采集与处理电路,交流恒流源电路可以输出10μA~1 mA电流,电流变化幅度小于1.5%;信号采集与处理电路具有将检测到的信号整流放大后进行A/D转换、计算、显示的功能,以及接收GPS数据和U盘存储等功能.无线通讯系统将数据通过蓝牙传给PDA,在PDA上可实现数据的接收与显示、文本文件存储和测量结果的实时图形化显示等.室内及室外试验结果表明,在保持土壤质量含水量在15%左右条件下仪器输出可以有效地反映土壤电导率水平.     

可编程和可记忆的炉温实时控制系统

本系统通过Z-80CPU中央微处理器及A/D、CTC等外围接口电路,利用热电偶进行温度检测,由毫伏放大环节及A/D转换器输入采样信号。微处理器将采样信号与给定温升曲线相比较,经过运算对炉温进行跟随控制,并随时显示现场炉温。 一、硬件设计 该系统灵活地利用具有定时和计数功能的CTC芯片来控制晶闸管导通角及采样周期,以直接产生晶闸管的触发脉冲信号,此外,对热电偶的微弱信号处理不是采用传统的温度变送器,而是利用精密运算放大器构成放大环节,以硬件处理方式将8位A/D转换精度     

一种高精度超声波测距仪的设计与实现

在传统超声波测距基础上,结合硬件和软件两方面的控制,提出一种高精度超声波测距系统。在超声波发射部分创新性的使用MAX232芯片,缩小盲区;在信号放大部分添加时间增益补偿(TGC)电路,有效地解决远距离回波信号过于微弱而导致系统测量量程减小的难题;在接收部分采用双电压比较器整形电路并结合软件设计纠正回波前沿的方法来提高测量精度。同时在硬件上增加温湿度传感器SHT11,采取声速预置和媒质温度测量相结合的办法对声速进行修正,实现实时声速测量的功能,以降低声速变化对测量的影响。实验表明,该测距仪的设计能够实现减小盲区,增大量程（2cm-4m）,量程范围内误差控制在6mm以内的高精度测距要求。     

余氯在线检测系统的设计及单片机编程优化

研究了余氯传感器的工作原理及结构并设计了一系列信号处理电路,将余氯传感器的输出电流信号经过电流转电压模块、差分放大模块、二级放大模块、A/D转换模块输入到单片机（MCU）电路进行处理计算,在计算结果实时显示在LED显示屏的同时,完成水中余氯值的在线测量。利用N,N-二乙基对苯二胺（DPD）光度法绘制了标定曲线,并基于STC89c52单片机优化。与美国哈希SC9184在线余氯仪进行比较,结果表明所设计的系统具有较好的稳定性与可靠性,相对误差小于5%,能较好地完成饮用水的在线测量。     

一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路

多界面大声程目标体检测是超声检测中的难题,由于声程长、反射界面多,导致有效检测声能的大幅衰减,以致常规超声收发系统无法胜任该项工作.针对这一问题,本文设计了一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路,该系统发射电路利用555定时器产生长延时的控制脉冲,对电容进行充放电控制,得到超声换能器的高能长延时激励脉冲,回波接收电路主要由电压跟随器,两级放大电路和带通滤波电路组成,以便有效接收回波信号.通过1 500mm钢管液位测量实验得到系统测量的平均相对误差为0.47%,表明该设计对于多界面大声程超声测量具有较高的精度.     

基于自触发方法的脉冲激光雷达接收电路功率敏感特性研究

对自触发脉冲激光雷达接收电路中光电二极管在不同光照功率下的敏感特性进行了研究,通过对接收电路中光电二极管PN结空间电荷区宽度在不同光照功率下的变化进行了理论分析,得出了在接收电路中不同光照功率对于自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度的影响。针对这一现象通过基本方程进行了描述,并通过所设计的交错控制自触发脉冲激光雷达实验装置验证了理论分析的正确性。该实验方法可以证明出激光雷达接收电路在不同光照功率下,自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度会产生延时误差。     

光栅传感器及在轮毂椭圆度测量中的应用

阐述了光栅传感器的测量原理,并利用光栅精密测量的特性,开发了车轮毂椭圆度的测量装置。该装置应用光栅传感器采集位移信号,采用光栅莫尔条纹和光电转换原理将被测位移量转换成数字脉冲信号输出,采用脉冲辨向及四倍频细分电路以实现信号方向识别及提高测量精度,将产生的脉冲信号通过单片机控制程序实现数字显示。     

应力波时间仪的研制和应用

应力波时间间隔仪主要由加速度传感器、应力波脉冲转换器、计数、译码和显示单元电路组成.它可以测量出应力波通过材料两端的时间.从而得到应力波的传播速率.本文给出了应力波信号放大,变换及门信号产生、计数电路的设计原理.     

超声波测量电路设计

介绍了超声波产生与激励电路,及回波信号的接收、放大、和整形电路,可用在超声波检测装置中,现场应用证明设计有效.     

基于ADuC845的稳恒磁场测量仪设计

针对磁场测量仪器电路复杂、携带不便等缺点,探讨了新型的稳恒磁场测量仪的设计方案.采用线性霍尔传感芯片SS495A1检测磁场信号,以单片机ADuc845为控制核心,完成磁场信号的程控放大、模数转换和数字滤波.经过实测,系统的稳定测量范围为-50mT至50mT,测量精度达0.1mT.     

涡街流量计的传感信号放大电路设计

涡街流量计的传感信号放大一直是该流量仪表设计中的一大难点.小信号处理不好会造成量程比受限,小流量不能测量;还会产生50Hz干扰,信号自激.通过改进涡街流量计传感信号放大电路设计,从而提高了测量量程比,根除了信号自激现象,有效地解决了这些问题.     

重力梯度仪仿真系统设计

为了研究旋转加速度计重力梯度仪信号产生和处理方法,设计了重力梯度仪半实物仿真系统。首先依据 重力梯度仪的测量原理计算出由地下某异常体引起的重力梯度异常值,利用加速度计的输出公式,通过 LabVIEW对全张量重力梯度仪的12 个加速度计输出信号进行仿真,并对仿真信号进行解调,得到全张量重力 梯度值。以单圆盘为例进行半实物仿真,由计算机A 产生加速度信号经过硬件电路后,通过计算机B 对调理 过的加速度计信号进行中值滤波和解调,从而获得重力梯度异常值,精度为100 E。这种仿真系统的设计可以 对全张量的重力梯度进行解调,突破了解调单圆盘信号的局限性,引入的半实物仿真增加算法的可靠性和仿真 的可信度,对重力梯度仪的参数设计和实物制造有参考意义。     

基于FFT的互感式电流信号检测装置的设计

为解决对电路中电流信号的实时监测及谐波分析问题,利用传感器技术设计出一套高精度基于FFT( Fast Fourier Transform) 的互感式电流信号检测装置。该装置可对环路电流信号进行非接触式测量,硬件电路包括互感式电流传感器和检波电路,软件部分以STM32 为主控制器,对信号进行傅立叶变换得到频率和幅度信息。这种以微处理器为核心的测量装置可以实现测量自动化和功能多样化,在工业领域具有一定的应用价值。经实验检测,该系统的频率分辨率可达到1 Hz,幅度分辨率可达到0． 5 mA,测量电流信号频率误差小于2% ,幅度误差小于5%。     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

红外测油仪中信号调理电路的设计与研究

为实现并提高红外测油仪技术指标,对红外测油仪中的信号调理电路进行全新设计。信号调理电路通过由模拟开关器构成的相敏检波电路与双路理想积分器相结合的方式,能在提高信噪比的同时,加快光谱图的扫描速度。系统的控制信号采用AＲM7 系列的LPC2136 芯片实现。该电路适用于处理光信号经过红外测油仪内样品池、热释电传感器以及前置放大和滤波后输出的电压信号。通过大量实验表明,测油仪扫描速度得到了提高,精度也有明显改善,实验结果验证了该电路的可靠性和有效性,实现了对于红外测油仪中信号调理电路的优化。     

具有模数转换功能的数字电位器电桥电路

针对一般电桥测量电路的输出量为模拟信号的问题,提出了一种具有模数转换( A/D: Analog-to-Digital)功能的数字电位器电桥测量电路。该电路由数字电位器、微处理器、电压比较器等芯片组成,实现了转换速度为226 ～ 926 μs、测量相对误差小于0． 15% 的A/D 转换功能。经实验验证,该电路不仅能自动调节电桥平衡,还可实时测量且输出电桥可变电阻值或待测信号的数字量,该设计扩展了电桥的功能,省去一般采用电桥的电路系统中的A/D 转换芯片,简化了电路设计。     

转子转速度、转加速度和零转速度监测单元的设计

为了监测火力发电机组转子转速度、转加速度和零转速度,以８０ｃ１９８微处理器为核心,从测速齿盘或鉴相脉冲上取信号,由信号的周期计算出转速度、转加速度和零转速度。介绍了工业环境中长期连续可靠测量所需的周到而全面的考虑,着重介绍测量原理、传感器选择、信号调理、功能的转换、系统自检、报警设定及线路故障防范、标准输出等。几年来仪器现场运行结果表明,文中的观点是正确的,对其它参数监测也有借鉴作用。     

光强自助校准的太阳能电池 J-V 自动测试系统

为解决现有太阳能电池测试系统结构复杂、价格昂贵和使用不便等问题,研制了一种具有光强自动校准功能的太阳能电池 J-V( Current Density-Voltage) 特性测试系统,能实现多个太阳能电池器件的自动测 量。系统由计算机及测试软件、数字源表 Keithley2400、输出功率为 500 W 的氙灯光源及其驱动电源、多器件自动 切换及其测量电路、标准光电二极管组成的光电流测量电路及光强校准电路、氙灯工作时长测量电路等模块构成,上位机测试软件采用 Visual Basic 语言编写。测试软件依据在标准光电二极管测到的光电流,并通过单片机控制的调光电路输出相应的直流电压到氙灯驱动电源,实现了氙灯光强的自动校准和标准100 mW /cm2 AM1． 5太阳光谱的输出,同时测试软件通过数字源表和多器件自动测量电路分别测得各器件的 J-V 特性,并计算出器件的效率等参数。测试结果表明,该系统达到了既定的设计目标,具有成本低、自动化程度高且使用方便等特点。     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。