基于二步法的多芯电缆非侵入式电流测量校正方法

为了解决多芯电缆的非侵入式电流测量由于被测对象信号微弱、系统灵敏度高、易受环境因素干扰,造成测量误差较大的问题,采用磁阻传感器的非侵入式电流测量系统为研究对象,在分析系统测量方法及硬铁、软铁和比例因子等误差构成的基础上,提出一种基于二步法的误差校正方法,该方法通过对传感器输出信号进行非线性变换,构造了与误差相对应的矩阵方程,并在对方程求解后进行非线性回归计算,从而实现对多芯电缆的电流测量值的动态误差修正.实验结果表明,该方法可以同时校正非侵入式电流测量系统的线性误差与部分非线性误差.     

甲乙类电流记忆单元中电荷注入误差的消除

针对电流存储单元电路中存在的电荷注入误差,提出一种新的注入误差消除方法,该方法能够消除由电荷注入效应引起的输入信号相关误差及直流偏置.设计了一种具有极低电荷注入误差的甲乙类开关电流存储单元电路.采用上华半导体有限公司(CSMC)的5 V,0.6 μm双层多晶双层金属互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺对存储单元进行设计.模拟结果表明:改进后的存储单元可工作在2.5～5 V电压条件下;在输入频率为500 kHz,幅度为50 Μa正弦电流,采样信号频率10 MHz条件下,输出电流的误差仅为未采用补偿方案的单元电路误差电流的0.212 %,同常用的伪MOS开关补偿方法相比,误差电流减小了85.5 %.     

基于移动智能终端的LAPS检测系统的设计与实现

设计了一种基于移动智能终端控制的光寻址电位传感器(LAPS)检测系统,将光源寻址、微弱信号检测与LAPS三电极电化学检测体系相结合,为生化检测领域提供了一种新的快速现场检测系统.通过移动终端应用程序控制,实现LAPS 2×2光源阵列寻址,并对寻址光源进行频率调制,调制频率在0-10 k Hz任意设置,光源调制信号的频率误差小于0.01%,幅度误差小于0.10%;采用基于DSP的数字锁相放大技术对LAPS输出信号进行检测,将检测结果以动态曲线和数据的形式实时显示于控制端,并支持检测结果的实时存储及网络共享.测试结果表明,该系统的检测误差小于0.3%,满足设计要求.     

高效差分表面等离激元共振传感器

为了减小现有的表面等离激元共振传感器的系统漂移和溶液体效应引起的误差,利用四元光电探测器,发展了一种差分SPR传感器,通过对信号的差分运算消除这些误差.测试结果表明, 该仪器有2个突出的优点:具有10-5(°)或10-8 RIU的高角向分辨率;能同时消除系统漂移和溶液体介电常数效应引起的误差,10min内漂移小于7×10-5(°).利用这种传感器,测量浓度为 0.55nmol/L的抗生物素, 得到很好的响应特性,证明该装置可用于生物分子的检测.     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

电容传感器处理电路

为减少电容传感器处理电路带来的测量误差,提高仪器的测量精度和稳定性,利用对称平衡电路,选用“零”温漂系数的电容作为参考,用于补偿温度变化引起的电子元器件参数漂移带来的误差;采取“中和电流”的方式,消除本体电容、寄生电容对测量结果的影响,提高了传感器的测量分辨率,降低了处理电路对驱动电缆的要求．实验表明,用1．5m长的电容传感器测量油位,分辨率可达0．1mm,常温下长期稳定性小于0.3mm,与其他处理方式相比,精度从0．8％提高至0．18％．     

XLPE电缆综合在线监测系统的研制

本文研制了一套XLPE电缆的综合在线监测系统,该系统通过电缆接地线同时监测直流分量、中性线电流以及局部放电信号对电缆主绝缘和外护套实施绝缘评估。研制的监测系统由高频电流传感器、工频电流传感器、直流电流传感器、数据采集系统以及相应的保护电路组成。其中高频电流传感器实现电缆局部放电信号的检测,响应频率选在1～8MHz;工频电流传感器实现电缆中性点接地线电流信号的测量,量程为0～50mA,精度为1%;直流电流测量通过高精度电阻实现,测量精度可达10nA;监控后台采用装有专家系统的工业控制计算机实现电缆绝缘的智能诊断。     

精密运动平台的五自由度误差同时测量方法

提出一种同时测量运动平台五自由度误差的方法。采用准直的激光光束作为基准,仅以角锥棱镜作为误差测量的敏感器件,由1个斜方棱镜和聚焦透镜并辅以光电位移传感器组成测量系统。研究结果表明:直线运动平台2个直线度误差和3个角度误差可同时测量,且测量头无电缆连接;测量直线度误差的分辨率小于0.1μm,角度误差的分辨率小于1″;直线度和角度测量精度分别达到1μm和5″。测量系统结构简单,易于安装和调节,适用于运动平台多自由度误差精密测量。     

数字式微量溶解氧传感器的研究

本文设计了由工作电极、辅助电极和参比电极组成的数字式微量溶解氧传感器及其工作系统的硬件电路,包括极化电压电路、信号采集电路和温度补偿电路。通过在零氧条件下对残余电流的测定及与瑞士Orbisphere公司的两电极型溶解氧检测仪对比检测的结果,表明该传感器达到了μg/L级的测量精度,不确定度仅为±3%。     

一种自适应峰值检测电路的设计

针对传统闭环峰值检测电路不能准确检测出每一个峰值的缺点,设计了一种自适应峰值检测电路. 利用输入信号的斜率作为控制信号,控制采样保持电路实现峰值检测. 该电路确保检测与峰值同步,对峰峰时间间隔不定的信号都能够准确检测出每一个峰值,并具有检测误差小、电压下降率低等优点. 设计采用CSMC 0.5 μm工艺,在5 V电源供电下,检测误差小于0.3 mV,电压下降率小于1.68 μV/μs,应用频率范围20 Hz~1 KHz,最小可分辨峰峰时间间隔为5 μs,整体电路功耗14.7 mW.     

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。     

简易线性相位计设计

相位是分析电信号的重要参数,通常相位测量电路的输出是相位差的绝对值,这种非线性的输入输出关 系给实现高稳定性、低成本的硬件电路设计带来困难。为此,采用运放和ＲS( Ｒeset Set) 触发器设计了一种线 性相位检测电路,实现对双路正弦信号的整形及边沿触发功能,最后通过压流转换电路,将相位测量信息显示 于普通数字万用表的电流测量档。实验表明,采用运放LM6144 时,当测试信号频率小于100 kHz 时, 平均偏差小于0． 3°,解决了非线性相位检测的设计缺陷。     

基于压频转换的相敏检波器

为了实现对微弱信号的检测,提出了一种基于压频转换的相敏检波器。利用压频转换电路,将被测信号 中的模拟电压值转换成频率,使用单片机根据参考信号对转换后的频率信号进行计数和数字滤波,从而实现小 信号检测。分析了相关检测原理,完成了系统的软硬件设计与实现,并进行了验证实验及误差分析,结果验证 了本方案的正确性和可行性。该系统原理简单、成本低廉、可靠性强、方便实用,在微弱信号检测上具有广阔 的应用前景。     

基于激光自混合散斑干涉的微小流量检测

为实现对激光自混合散斑干涉的微小流量的检测,提出了一种基于激光自混合散斑干涉检测方法。 通过检测得到自混合散斑干涉信号,并对信号进行频谱分析得到流体的平均频率,利用平均频率与流速的拟合 直线进一步获得流量与平均频率的关系,从而精确求解流体微小流量。理论分析和实验表明,该方法可以简单 高效测量微小流量,测量相对误差小于1． 13%。     

基于互相关算法的单丝取向度测量方法

为保证单丝生产的品质,针对单丝取向度进行测量,提出基于互相关算法的单丝取向度测量方法。该方法采用声速法测量单丝取向度,选用STM32 作为微处理器,并设计了激励脉冲放大电路与接收信号处理电路。微处理器产生的单脉冲经激励脉冲放大电路后传递至发送端压电陶瓷传感器使其产生振动,接收信号处理电路对接收端的信号波形进行滤波、放大等操作后送至微处理器进行AD( Analog-to-Digital) 采集与存储。 根据相关性原理,计算传感器在不同位置的接收时间差,已知传感器移动距离,即可计算声音信号在单丝中的 声速,进而可通过公式计算得到取向度,经实验验证结果表明,测量精密度优于1%。     

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。     

基于开关电源的智能电瓶车充电系统研究

为解决现今市面上使用的电瓶车充电系统的充电电压与电瓶车型号不匹配而对电瓶车电容产生损害的问题,提出一种新型电瓶车充电系统。该充电系统使用NCP1654 作为核心控制芯片,采用开关直流升压电路( Boost: Boost Converter or Step-up Converter) 拓扑作为主电路,利用新型碳化硅半导体器件作为主开关器件,完成了电瓶车充电系统中交流转直流部分的设计制作。供电侧的交流电压从180 ～ 260 V 变化时,设备均可正常运行。此智能电瓶车充电系统输出两路直流电压42 V 和27 V,最大输出电流均为2 A,负载调整率为0． 1,输出噪声纹波电压峰-峰值小于1． 5 V。充电设备中有可靠的保护电路,可以防止启动时尖峰电压和浪涌电流对电路的冲击。考虑到电瓶车充电系统的用户体验感,选择触摸屏作为操作界面。此外,利用STM32 开发板检测输出电压电流,控制充电系统输出电压幅值。经测试,该电瓶车充电系统各项指标都达到了设计要求,可投入使用。     

基于振弦式传感器的测频系统设计研究

为确保监测振弦式传感器数据采集的准确性,提出了一种用多周期测频的方法,来实现振弦式传感器频率的测量.同时设计出了具体的硬件电路,系统硬件分为3个模块单元:温度补偿电路、测振电路、激振电路、应用AT89C52单片机来达到对多周期测频方案的实现、实用电路,该电路具有的特点为:测频范围宽和测量精度高等,并且应用AT89C52...     

多功能数字频率计的设计与研究

为精准测量信号频率等参数,设计了一种以STC89C52RC单片机为控制核心、由三极管3DG120、施密特触发器74HC14和分频器74HC4040等构成信号处理电路,可以测量信号频率、周期、脉冲宽度等参数的多功能数字频率计。该频率计通过RS232串口将单片机测量的数据传送至上位机,利用上位机软件集中显示所测信号的频率、周期、脉宽、占空比等各参数测量值并描绘出所测信号波形,给出了单元模块设计电路和配套的软件设计,并提出小信号测量时抗干扰的一些办法。实验表明,系统结构简单,是对电子计数器多功能和多用途的扩展型设计和研究,频率测量误差低于0.1%,达到设计技术指标,具有良好的人机交互性,其中信号频率测量范围为1~50MHz,可测小信号,幅值低于0.5 mV,能满足实际测量要求。     

谐振法手持式智能磁化率仪设计

文章基于谐振原理设计了一款手持式智能磁化率仪,推导了谐振原理法测量岩石磁化率计算公式,仿真探究谐振法测量岩石磁化率的影响因素,结合仿真结果与实际探测需要对仪器进行整体设计。基于LDC1614搭建外围电路,设计了4层螺旋线圈等距并联的电感传感器、信号提取程序和上位机操作界面,完成了磁化率仪样机制作。该仪器轻便易携（重量仅0.2 kg）、操作简单,测量结果与国外同类仪器比较误差低于5%,仪器精度可达10-7。仪器适合野外及实验室测量,具有实际工程利用价值。