基于CAV444的电容式油位传感器的设计与优化

在传统电容传感器液位测量的基础上,采用了一种基于CAV444电容-电压转换芯片的液位测量方式,在此基础上提出并验证了一种新的误差补偿方案。综述了电容传感器的工作原理,设计了电容传感器的液位测量电路。误差补偿传感器将高度补偿值转换成相应电容信号再与油位电容信号一起输入到转换电路转换成电压信号输出。实验测试证明,该测量系统性能可靠稳定,最大非线性误差1.14%,测量线性度好;误差补偿后引用误差为1.17%,测量准确度高,应用前景广泛,能够满足大多数工业现场液位测量的需求。     

基于多周期同步测量法的微位移检测电路设计

在机械产品微位移高精度检测中,目前广泛采用的微位移检测电路是通过电感式位移传感器将被测位移量转换成输出电压幅度,该方法的测量精度受调理电路的限制.为进一步提高测量精度,提出一种多周期同步测量法,并设计了基于单片机控制的微位移检测电路.实际应用表明,该系统在电感式位移传感器检测量程为2mm时,系统检测精度可达0.01um.并且系统在提高计数频率时可以达到更高的测量精度.     

基于CAV444的无接触式电容角度传感器

针对传统的差动式电容角度传感器的线性度不高和测量精度低的缺陷,设计了一种新型的无接触式电容角度传感器.通过CAV444芯片把该传感器的电容变换量转换成差分电压输出,经过放大电路处理后,经A/D转换,利用单片机读取与角度相对应的电压值.实验结果表明,该电容角度传感器实现了对角度的精确测量,能够得到线性输出的电压值.     

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析．利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验．分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大．优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3mm,外管壁厚度2mm,屏蔽罩与外极板间距3mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好．利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据．     

薄孔壁厚和小孔径测量系统

由于相邻孔壁厚度的测量根据进刀量进行计算时精度很低，故提出了一种应用电容传感器对2个微小孔间相邻孔壁进行精密测量的系统．基于非接触式电容测孔传感器，研究了测头的电场边缘效应影响及保护环的宽度选择，设计了电容瞄准测孔传感器的测头对相邻小孔中心定位，利用电容差动测厚传感器测量孔壁，系统由1个瞄准测孔传感器和2个差动测厚传感器及三通道测量电路组成，处理数据后直接显示孔径和孔间壁厚．系统属非接触测量，无需修正测头及工件变形误差，实验证明，测量精度为0．5μm，     

应用于流化床的电容探针测量系统

对应用于气固两相流局部颗粒浓度分布的电容探针测量系统进行研究,分析了探针型电容传感器工作原理,并根据国内外电容探针测量模型的发展现状,提出了一种新型电容探针测量系统,利用其完成对流化床内局部颗粒浓度分布的测量.通过作为信号获取部分的运算式调幅电路,将测量信号通过USB接口与基于虚拟仪器的数据处理部分相结合,并对该测量系统在稠相气固流动系统中进行了标定.各项实验数据表明,该系统符合设计要求,具有良好的精度和稳定性,并已成功应用于实际测量中.     

基于电磁传感器的智能车设计与实现

设计了基于电磁传感器的自动循迹智能车。使用32位单片机MCF52259作为核心控制单元,设计了电源模块电路、停车检测电路、电机驱动电路及信号采集电路,采用PID控制算法使得智能车自动采集路径信息,控制电机加减速、舵机转向,实现了智能车的自动循迹行驶功能。     

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.     

基于霍尔器件的微型分时计费电能表的研制

为了缓解峰谷电能供应的压力,设计了基于霍尔器件的微型分时计费电能表,包括霍尔传感器测量电路、取样电路及信号处理单元电路以及分时电能计量、显示,功率显示的软件设计.该电能表采用89S52单片机作为控制核心,DS1302为外围时钟电路芯片,通过max232串口电路完成与PC机通信,实现分时计费参数设置.理论计算及实际测量结果表明,该电能表符合设计指标,检测精度达到2%,能满足实际民用要求.     

电容式位移传感器的信号处理电路设计

微电容式传感器技术作为微机电系统研究和制造领域一个重要的分支,近年来在微型化、多功能化、智能化得到迅猛发展。目前该领域的研究虽然有了较大发展,但距实际应用仍存在有待进一步研究和解决的问题。本文在对目前较为常用的几种测量电路结构进行分析的基础上,选取交流激励电容一电压转换电路作为微电容检测方式。通过仿真调试和实验,对交流激励电容测量电路的关键元件参数进行了优化。     

基于DSP的发动机电子控制单元开发

介绍了基于飞思卡尔公司16位DSP的发动机电子控制单元开发,完成了数据采集、现场控制和实时监控的系统功能.开发主要包括:传感器信号处理电路、执行器功率驱动电路、电控系统软件设计、发动机电子控制单元(ECU)开发系统上位机通信监控系统.通过测控试验证明了该发动机电子控制单元的实用性和可靠性.     

宽电压输入多端输出开关电源的设计

设计了一种基于电流型PWM控制芯片UC3842的多端反激式开关电源,对芯片外围电路进行了计算,高频电压器不仅实现了电气隔离和电源的多路输出,还具有储存能量的作用。采用精密并联稳压器TL431进行闭环控制,使用光耦器件作为调节环节,既可以控制芯片工况又能利用光耦隔离阻断强电对芯片控制电路的干扰。提出了一种基于纹波电流选取稳压滤波电容的方法,将电容的利用率提高从而延长电源的使用寿命。最后通过实验验证了设计电路的合理性,实验表明所设计的电源具有稳压性能优良、电压调整率低等优点。     

探空湿度传感器的信号调理电路设计

针对高空气象湿度测量对高精度和低噪声提出的需求,设计了一种基于电荷放大器原理用于探空湿度传感器的微弱电容检测电路。该电路由晶体振荡电路、电荷放大器电路、整流滤波、A?D转换、MCU等部分组成。实验结果表明：研制的检测电路具有较强的抗杂散电容性能,线性度良好,准确度优于0.04%,对于标称100 pF的待测电容,噪声引起的误差仅相当于待测电容的100 PPM（百万分之一）,约10 fF,能满足高空探测的要求。     

高盐度气液两相流测量系统频率优化

针对用电容法测量天然气采集管道中气液两相流的液相含率时,由于液相介质电导率过高而无法采用纯净水标定的归一化曲线的问题,该文提出对测量电路的激励频率进行优化从而增加液相含率检测精度的方法,并采用理论推导的方式证明随着激励频率的增大高盐度溶液的高电导率对测量带来的影响将减小。采用直接数字频率合成器设计可变激励频率的微小电容测量电路用于实验测试。实验用NaCl溶液模拟工业现场高盐度水,分别使用100kHz,1MHz以及10MHz的激励频率对纯净水和质量浓度为0. 1%的NaCl溶液进行静态实验,对比两者归一化电压测量值的均方根误差分别为0. 081,0. 052和0. 011,可以得出,提高测量电路交流激励频率可以减小介质高电导率对气液两相流液相含率检测影响的结论。     

一种基于视觉测量的大型碟式聚光器 镜面单元位姿调节方法

根据大功率碟式聚光器镜面单元结构特点及在线安装过程中对镜面单元位姿快速检测、高效调节和精确定位的需要,提出了一种基于三目视觉测量和机器人辅助安装的镜面单元位姿调节方法.建立了任一镜面单元角点空间坐标方程,设计了镜面单元位姿调节系统结构,并明确了相应调节方法与步骤.以38 k W碟式聚光器为例,对镜面单元不同位姿进行了光学计算,分析了视觉测误差和镜面单元制造误差等因素对镜面单元位姿调节的影响.结果表明,基于视觉测量的调节方法,在不考虑其他误差情况时,当视觉测量误差和镜面单元制造误差的综合误差控制在±2 mm内,能满足镜面单元位姿调节精度要求.     

一种基于电容检测的密闭管道人体掉人探测方法

为克服现有人体探测技术的局限性,提出基于电容检测的密闭管道人体掉入探测方法。首先,研究基于电容检测的人体探测方法的基本原理;其次,提出测量电路理论模型,并利用仿真验证模型的可行性;最后,设计适合现场应用的实际测量电路,搭建模拟密闭管道环境的实验平台。实验表明当人体落入密闭管道时,该测量方法能够快速有效的探测到人体。     

基于ECU的汽车化油器空燃比调节装置的研究

介绍了一种基于ECU控制的化油器空燃比调节装置,其内部集成有ECU单元及负荷传感器、发动机水温及转速测量电路、空燃比调节阀等,与氧传感器构成多工况空燃比调节系统,来保证发动机工作时的空燃比精度。     

基于脉宽调制的程控恒流源设计

详细介绍了程控恒流源电路的设计,分析了电路原理.程控恒流源电路是由单片机片内定时器输出的脉宽调制信号来控制,并用该电压控制恒流源产生可控电流.通过单片机的键盘接口对输出电流进行设定,实现输出电流的连续调节及电流的动态测量.由MSP430单片机及其外围电路经过巧妙的设计构成,电路的性能十分理想.     

一种基于分段电容的低功耗SARADC设计

针对当前物联网技术对功耗的严格要求,设计了一种基于分段电容的低功耗SAR ADC电路.电路通过使用分离电容阵列来降低整个CDAC所需要的单位电容数和ADC的功耗.同时采用了分离电容校正技术来降低整体CDAC的非线性和失调校正技术来降低比较器电路的失调.在0.18,mm CMOS工艺下完成了一款10-bit 10-Msample/s的电路原型设计及相应的版图设计和验证工作,带有PAD的芯片整体面积为1,2mm.芯片后仿真结果表明:该转换器在校正情况下,4.89,MHz输入信号频率下信号噪声谐波比(SFDR)为61.43,dB,比不校正提高了54%,;有效位数达到9.90,bit,比不校正提高了3.7,bit;在1.8,V电源电压下功耗仅为255.61,mW.     

印刷机的色标检测自动变增益系统

针对现有色标检测技术误差测量失真较大和人为操作对准确度的影响等缺点,提出1种以嵌入式主板为核心控制单元的色标检测自动变增益技术.该技术先通过放大电路模块调整放大系数,放大系数调整好后,将色标传感器检测到的色标信号经放大电路模块送入嵌入式主板,嵌入式主板中DSP完成了信号采样的功能,FPGA完成自动调整基准电压的功能,实现电子轴印刷机在色标检测时基准电压随色标检测信号的变化而做出相应的调整.避免了现有的色标检测技术遗漏或增加色标信号的现象,从而可以达到准确检测色标的目的.此外,设计了电子轴印刷机的色标检测自动变增益系统,实际运行表明,该系统运行可靠,色标检测准确.