电能计量装置远程自动检测系统的设计研制

本文介绍了电能计量装置远程自动检测系统的各个组成部分，系统由电压测量切换模块、电流测量切换模块、脉冲测量切换模块、被校电能表RS-485通讯切换模块、开关量输入输出模块、电能表现场校验仪模块、供电模块组成，文中还详细地分析了各功能模块的实现方法及可靠性设计。     

基于锁相环的调频脉冲发生器

研究了现代全相参体制脉冲压缩雷达所要求产生的相参的调频脉冲。为此设计了基于锁相环的调频脉冲发生器，其结构包括锁相环路，扫频控制模块和幅度加权模块。在一定的扫频波形下，选取合适的环路参数。基于锁相环的调频脉冲发生器可以灵活地更改脉冲参数，不仅可形成线性调频信号，也可形成非线性调频信号。此方案已在某全相参雷达中得到应用，并测量了输出信号的功率谱，测量结果与计算值相当一致。     

可控脉冲信号发生器的设计

数字信号由于具有抗干扰能力强、无噪声积累,便于存储、处理和交换等一系列优点,已经成为现代控制领域的主要处理信号.要求改变脉冲信号的周期、占空比和输出脉冲个数可控的电路模块在很多控制领域都有应用.本文介绍了一种基于FPGA芯片的可控输出信号周期、占空比和信号个数的设计方法.应用时钟管理模块对输入时钟进行倍频来提高输出信号的周期范围和精度;调用IP核来完成相应的数学运算;应用两个可控减计数器来控制每一周期内高低电平的持续时间;应用数量控制计数器对输出的脉冲进行计数,控制输出量.该设计运行在ALTERA公司的clcyone芯片上,取得良好的效果,具有灵活高效的优点.     

FPGA中主脉冲波形的输出和触发输出的实现

对脉冲/数据发生器波形产生模块的硬件设计进行了详细阐述。首先设计了系统硬件的功能,然后完成了脉冲发生器核心高速FPGA的设计,重点分析了FPGA中的主脉冲波形的输出和触发输出的实现方法,通过仿真表明输出波形符合设计要求。     

超导电感储能脉冲输出电路设计及其关键问题

针对电感脉冲输出容易产生高电压,而且一般的断路开关也不易快速切断大电流这两个问题,提出了用模块化技术和脉冲变压器降低断路开关的开断电流,用金属氧化锌阀片(MOV)保护超导电感上的过电压的技术方案.以超导电感脉冲输出的单模块电路为对象,重点分析了氧化锌避雷器(由MOV组成)的U1mA(MOV通过1 mA电流时两端的电压)对脉冲输出波形的影响,提出了U1mA的选择原则.同时讨论了断路开关的开断时间对脉冲输出的影响.实验验证了此单模块电路的脉冲输出效果.     

级联自适应陷波器设计及不同步脉冲计数补偿

为减小计数误差及实现多路不同步异频脉冲信号的高精度测量,设计了一款可实时估计周期脉冲信号相位的级联自适应陷波器(CANF).首先在前端固定一自适应因子为0的Liu型自适应陷波器(LANF),然后将LANF的输出作为Mojiri型自适应陷波器(MANF)的输入,再利用MANF的估计频率实时调整LANF,最后在流量计标准装置中实现CANF的相位实时估计,并对两路不同步脉冲信号进行精度补偿.仿真实验结果表明CANF的计数误差小于±0.047个脉冲,工程应用实验结果表明CANF的计数误差小于±0.045个脉冲,说明了文中通过实时计算信号相位进行计数补偿的方法能有效提高脉冲计数检定精度和多路并行检定的实用性.     

基于单片机的出租车计价器检定装置的设计

为解决出租车计价器检定装置布线繁琐和检测效率不高的问题, 提出一种以AT89C52单片机为核心的出租车计价器检定装置的设计方法。以霍尔传感器作为检测元件并产生脉冲信号, 通过无线模块将记录的脉冲传送到与微处理器相连的无线接收模块, 并与出租车计价器记录的脉冲个数进行比对, 检测出租车计价器是否符
合计价标准。系统还对检测台的设计进行了改进, 使其在检测过程中更加快捷方便, 提高检测台的使用寿命和检测效率。实验测试结果表明, 该设计符合出租车计价器整车检定装置的技术指标要求, 系统操作方便, 检测精度较高, 稳定性较好, 能满足实际测试的需要。     

矩阵变换器双电压法四步换流策略的改进

分析了基于双电压合成策略的传统四步换流的特点,以安全换流和改善输出波形质量为目标,提出了改进的四步安全换流策略.改进策略包括改变PWM脉冲顺序、采用变换流时间的四步换流策略以及基于双电压合成控制策略的简化PWM脉冲产生方法.改进的换流策略既充分保证换流的可靠性,也减少了换流时间,并设计了简化脉冲产生方法使得PWM脉冲形成更为简单.换流策略的改进使得输出波形质量得到了改善,消除了换流过程中存在的开、短路故障.并通过试验验证了改进安全换流策略的有效性与可靠性.     

矩阵变换器双电压法四步换流策略的改进

分析了基于双电压合成策略的传统四步换流的特点,以安全换流和改善输出波形质量为目标,提出了改进的四步安全换流策略.改进策略包括改变PWM脉冲顺序、采用变换流时间的四步换流策略以及基于双电压合成控制策略的简化PWM脉冲产生方法.改进的换流策略既充分保证换流的可靠性,也减少了换流时间,并设计了简化脉冲产生方法使得PWM脉冲形成更为简单.换流策略的改进使得输出波形质量得到了改善,消除了换流过程中存在的开、短路故障.并通过试验验证了改进安全换流策略的有效性与可靠性.     

多通道高精度时间继电器检定仪

在实际应用中,由于磨损和老化时间继电器的精度和可靠性会逐渐降低,因此必须进行定期检定.为此研究开发的多通道、高精度时间继电器检定仪,其硬件部分以AT89C52单片机为核心控制器件、采用精度达5×10-6的温补晶振为基准源、双向可控硅控制时间继电器电源、高速光耦隔离时间继电器输入;其软件部分采用比较巧妙的设计来保证其精度,通过RS232接口可以在PC上输出测试报告、简化校准证书和校准证书等.实验分析和在工厂测试应用的结果证明该检定仪具有较小的测量不确定度、较高的工作效率.     

基于HART协议的工业无线监控系统设计

针对基于HART协议工业仪表数据远程有线传输易受现场恶劣环境影响的问题,将工业无线通信技术应用于现场监控,设计了一种基于HART协议的无线网络监控系统,采用ATM91SAM7X256微处理器和XBee为无线通信控制模块.系统测试结果表明,该系统现场数据采集准确性高,生产运行控制管理安全可靠.     

悬浮陀螺质量流量计中HART通信方式的实现方法

介绍了利用ＨＡＲＴ调制解调器２０Ｃ１５在悬浮陀螺质量流量计中实现了ＨＡＲＴ通讯协议的方法,并对所选相关芯片的使用方法进行分析。     

基于MSP430单片机的多传感器家居安全告警系统设计

设计了一个以MSP430单片机为核心的多传感器现代居家安全告警系统．以MSP430G2553单片机为控制核心,采用多传感器集成的模块化方式进行设计,系统主要包括电源控制模块、信号处理模块、传感器模块、键盘控制模块、液晶显示模块及告警输出六个模块．传感器模块采用可扩展设计模式,告警输出采用分级设计模式,方便不同用户的需求．同时强化了系统自身安全的监控,双供电模式、自身震动监控、告警模块防爆设计、紧急告警模式等能有效的保证系统安全并在第一时间内发出告警信息．实验结果表明系统具备良好的稳定性和可靠性,达到实际使用要求．     

基于DDS的高频率高精度信号发生器

为满足现代电子测量和无线电通信领域对激励源的需求, 采用DDS(Direct Digital Synthesizer) 芯片AD9854ASVZ 设计一款高频率高精度信号发生器。ARM Cortex-M3 内核的STM32F103VE 芯片作为系统的MCU(Microcontroller Unit); 在MDK-ARM 平台下用C 语言开发主监控程序和信号产生程序; 利用Python 工具在PC(Personal Computer)端编写人机交互界面, 通过串口实现PC 与MCU 之间通信; 设计低通滤波电路和多级放大电路对产生的信号进行噪声(杂散)抑制和幅度控制。测试结果表明, 该信号发生器输出信号失真小, 精度高,频率范围宽, 具备较好的稳定性。输出正弦波、方波的频率范围为DC ~150 MHz, 频率漂移100 PPB(Part Per Billion), 频率分辨率1 滋Hz, 输出信号幅度峰峰值可在10 mV ~20 V 范围内, 以10 mV 步进调节。技术指标满足大部分外场实验和工业应用的需求。     

DSP智能油罐监测器研究

针对传统油罐液位测量采用的方式存在潜在危险的局限性,基于DSP,提出了智能油罐监测器的实现方案。简要介绍了监测器的基本原理,然后详细分析监测器的关键实现技术:A/D数据采集电路、数字信号处理模块及数据通讯接口等,同时描述了应用软件的实现流程,最后讨论了提高监测器测量精度的措施。实验表明该监测器简化了设计,具有实时性、数据传输稳定等特点,会有良好的市场前景。     

用于视频图像数据的ATA接口硬盘存储卡的设计

给出一种视频图像数据ATA接口硬盘存储卡的设计方案,系统采用模块化设计,由图像数据缓冲模块、ATA逻辑模块、ATA接口模块、主机通信模块四部分组成。图像数据缓冲模块选用CPLD加外部FIFO的组合方式来完成,使得系统与不同的外部设备配合工作时,只需要修改CPLD的程序,提高了存储卡的可靠性和可维护性;ATA逻辑模块以及ATA接口模块的功能通过FPGA实现;主机通信模块由AVR芯片配合TUSB6250芯片来共同完成,保证了存储卡具有功耗低、内部短路电路保护等优点。本文所提存储卡方案具有更低的成本,更好地兼容性,易于扩展等优势,尤其适用于视频海量数据的存储。     

HART协议在智能电磁流量计中的实现

现场总线控制系统代表了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向.为构建现场总线型工业测控系统,要求系统中所有仪表都应具有现场总线功能.其中,HART总线技术在电磁流量仪表中应用最为广泛,本文在对HART协议进行详细分析的基础上,重点介绍了系统设计结构以及HART协议在智能电磁流量计中的软硬件实现方法.测试结果表明,该设计满足现场实际要求,达到了设计目的.     

PDH标准的E3次群测试序列发生器的FPGA设计

为了提高PDH标准下E3次群信号通信设备的可靠性及功能的多样性,设计了一种基于FPGA器件的测试序列发生器系统。在整个设计过程中,完成了测试系统各个功能模块的设计与硬件实现,其中主要包括系统控制模块、PRBS生成模块、误码生成模块和HDB3码转换模块。利用Quartus II软件内嵌的Signal Tap II Logic Analyzer对序列发生器进行了实时的测试,结果比较准确,能够完成测试所需的基本工作任务,因此该测试系统的设计具有一定的实用价值。