基于数字锁相的激光光谱早期火灾预警系统

为了实现火灾的快速准确早期预警,研制了一种基于分布式反馈激光器(DFB)的早期火灾预警系统.该系统采用片上系统(SoC)芯片STM32H743为主控制器,结合波长调制(WMS)和数字锁相放大技术(DLIA)实现了CO高灵敏探测.通过单片机内部集成的12位数模转换器和16位模数转换器实现光信号的调制和光电信号采集,并根据内部2倍参考信号进行数字相关运算、积分运算及一阶无限长冲击响应滤波算法实现DLIA算法,从而得到光谱信号的2次解调信号.采用静态配气法进行了系统的标定试验,其线性相关系数达到0.998 8.利用该系统进行榉木,PVC,棉布,聚氨酯泡沫及A4纸的阴燃实验结果表明,阴燃产生CO体积分数达到5×10~(-6)所需时间分别为340、250、250、150、110 s.结果表明此系统具有快速、准确的早期火灾预警功能.     

基于AVR的DDS数字可调共振源的设计

介绍了一种基于DDS芯片与单片机的数字可调共振源,给出了中央控制模块、信号发生模块、信号放大模块、信号滤波模块、显示信号输出模块的硬件设计及控制系统的软件设计。实测表明,与传统的模拟式共振源相比具有分辨率高、稳定性好、可调频率频带宽等优点,不仅可以用来完成大学物理的共振实验,而且在科研和生产中有广阔的应用前景。     

太阳跟踪控制系统设计

为了提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,在实验室现有控制系统的基础上设计了一种基于Cortex-M3内核的太阳自动跟踪控制系统.该系统采用视日运动和四象限传感器反馈相结合的太阳方向传感方法,并增加了独立的光强传感器来确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);详细论述了跟踪控制系统的机械机构,硬件电路设计和软件设计.测试表明:该跟踪系统功耗低、性能可靠、控制精度理想,可实现太阳跟踪,满足聚光光伏发电的控制要求.     

嵌入式激光轮对磨损在线检测

高铁轮对轮廓表面磨损的精密测量对于高铁稳定安全运行具有重要的研究意义.基于此,研制了一种基于激光三角测量原理的嵌入式高铁轮对表面磨损测量装置.以低功耗STM32F103单片机为主控制器,采用TCD1500C作为位移感光元件,软件模拟了CCD驱动时序,并利用主控制器内部模数转换器将CCD放大后的电压信号转换为数字信号,对数字信号进行FIR滤波和二值化处理,再由三角测距原理拟合得到轮对尺寸参数.同时,利用蓝牙通信接口将测量数据传输至上位机虚拟仪器面板中,在PC端进行可视化显示和结果分析.结合实际测量和安装尺寸,在ZEMAX中模拟和优化了Ernostar透镜组,以消除由于焦距变化引起的像差.采用线性拟合对模拟轮对测量进行了校准,并使用校准后的装置对模拟磨损轮对进行在线测量.实验结果表明,该实验装置最大可测量磨损程度可达32 mm,测量精度达21.28μm,测量分辨率为6μm,满足轮对表面磨损精度测量需求.     

USB技术在数据采集中的应用

介绍了USB的关键技术及其在计算机数据采集中的应用。通过采集装置实时采集长直螺旋管的磁场强度,并通过CY7C68013A的USB传输给PC机,使PC端能在线分析磁场分布。实验表明,该装置具有即插即用、高速度、高实时性等特点,可广泛用于工业生产和教学实验中。     

基于虚拟仪器的脉冲涡流激励源设计

脉冲涡流检测是电涡流检测技术的一个最新研究,激励源采用一定占空比的方波信号.结合虚拟仪器技术,设计了一种USB接口的直接数字合成的脉冲涡流激励源.实验结果表明该激励源有占空比(10%～90%),频率(0.5k～500kHz)连续可调,分辨率高(0.011 6Hz),稳定可靠,界面友好等优点,能够满足脉冲涡流探头驱动要求,具有一定应用前景.     

基于ZigBee技术的井下人员定位系统的研究

利用先进的ZigBee技术组成无线传输网络来获取井下人员的实时位置信息.并通过专用MODEM将井下人员的实时位置信息从井下基站传送到地面主机,实现了井下人员定位,解决了传统井下定位系统中存在的易受干扰、无线传输距离近、功耗大、误码率高等难题.     

基于Labwindows/CVI的大气激光通信误码率测试

误码率测试已经作为通信传输设备性能或系统传输质量优劣的一个重要评价方法.在通用GCFSOB型自由空间光通信实验仪的基础上,论文实现了基于Labwindows/CVI以2~12级的任意m序列为测试码的大气激光通信误码率测试.该测试仪设有手动测试和自动测试两种测量方式,具有测试精度高、结构简单、设置灵活、使用方便等优点,满足了一般通信设备误码测试的实时精确测量的需要.     

基于π相移光纤布拉格光栅的超灵敏超声传感器研究

针对高温、高压和核辐射等极端环境下金属构件的在线服役状态检测难题,提出了一种基于π相移光纤布拉格光栅(πPS-FBG)的超灵敏超声传感器.该传感器使用处于低成本通信波段(1 550 nm)的单模分布式反馈(DFB)激光器为光源,以πPS-FBG为超声应变敏感器件,采用平衡差分探测方法显著抑制了激光光源噪声、探测器噪声和...     

谐振频率测量试验方案研究

提出了大学物理实验中谐振频率测量的3种实验方案,作为设计性实验,利用示波器方法测量谐振频率对加深学生对理论知识的理解、开拓学生创新思维能力、锻炼学生的实际动手能力等均是一个良好的范例,并在大学物理实验中取得了满意的教学效果。