高精度多功能时间校验仪的研究与设计

高精度多功能时间校验仪是利用高精度GPS授时模块产生标准信号来驯服本地的压控恒温晶振,保证给系统提供高精度、高稳定度的时钟信号。在测量的方法上采用等精度测量法消除±1的测量误差,利用时间间隔测量法提高测量精度。同时选用荧光点阵显示屏,进行图文显示,具备了良好的人机接口。仪器还提供测量频率、周期、相位、日计时误差等功能,扩展了仪器的应用范围。     

一种提高脉冲激光测距中时间测量精度的方法

脉冲激光测距的应用非常广泛,其中提高测距精度是该项技术的核心之一.为实现脉冲激光测距的高精度,提出一种时间间隔测量的方法.设计采用单片机控制时间测量芯片,对发射脉冲和返回脉冲信号延迟进行测量,同时利用时间测量芯片对测量结果进行自动校准,并采用定比例时点判别可减小信号变化对时点判别的影响.通过定点测量,结果表明该方法简化了器件设计,达到了较高的测距精度,最后分析了影响脉冲激光测距精度的误差的原因.     

触发方式对低速相机采集图像时间准确度的影响

针对使用低速相机连续采集高时间精度图像序列的需求,系统地研究了3种典型相机触发模式（硬件触发模式、软件触发模式、连续采集模式）下,低速相机采集图像序列时间精度、误差的大小以及误差规律.基于高精度时间光编码技术,对各种触发模式下采集的单张图像进行时间编码,从而获得了采集每张图像的准确时间,计算不同触发方式下得到的图像采集时间间隔与标准时间间隔之间的误差（走时误差）.实验结果表明:软件触发的图像序列精度较差,走时误差值为32.2 ms,硬件触发与连续采集模式下图像序列的时间精度高,走时误差值均分布在±0.1 ms范围内,稳定性好.对于对时间精度要求较高的实验,在实验过程中应尽量选取精准的触发模式,即硬件触发模式或连续采集模式.      

电子计数器测量周期的误差分析

从电子计数器测量周期的原理出发,分析了测周误差产生的原因并指出测周误差由量化误差、时基误差、转换误差三部分组成,在此基础上提出了减小电子计数器测周误差的几种方法;为电子计数器在频率、时间间隔等参数测量时,如何减少测量误差提供了理论依据。     

一种用于时差法超声波流量计的高精度测时方法的实现

针对时差法超声波流量计高测时精度的要求,在分析传统测时方法误差的基础上,提出一种新的测时方法.这种新方法利用传统锁相环路测时原理,结合边沿检测技术,保证了超声波信号传播时间测量值为整数个计时脉冲;同时利用逻辑编程实现对超声波信号多次、循环传播的时间测量,减小了边沿检测误差和系统误差.实验表明,应用该方法提高了测时分辨率,使测时精度达到纳秒及亚纳秒量级,满足了超声波流量计对中小管径测量的精度要求.本设计的核心功能已经在Xilinx XC2S100e FPGA芯片上得到了实现.     

基于GPS同步技术的双址声呐信号传输时间测量

为克服传统测量方法信号处理复杂、误差较大以及距离较远时采用无线电遥测同步受电磁干扰较大的缺点,提出一种高精度测量声呐信号传输时间的方法.采用分立声呐接收和声呐发射模块(即双址声呐),利用双GPS精确授时模块实现声呐信号发射和接收同步,接收模块直接接收发射模块的声波信号,通过声呐信号发射和接收的时间差来确定声呐信号的传输时间.系统采用DSP控制声呐信号的接收,利用可编程逻辑器件测定信号的传输时间.实验结果表明,系统工作稳定可靠,测量精度可达5~10μs.     

电子计数器测量周期的误差分析

从电子计数器测量周期的原理出发，分析了测周误差产生的原因并指出测周误差由量化误差、时基误差、转换误差三部分组成，在此基础上提出了减小电子计数器测周误差的几种方法；为电子计数器在频率、时间间隔等参数测量时，如何减少测量误差提供了理论依据。     

弹丸着靶位置测量研究

分析了采用单光幕面测量弹丸着靶坐标的测量原理,其光幕靶面由4个点光源形成;弹丸穿过光幕面时,由编码光纤采集触发信号,经解码后得到光纤序号,据几何关系计算出弹丸在穿过靶面的位置坐标,并由此推导出其坐标测量误差计算公式;对1 m×1 m的光幕靶面,在matlab平台下对误差进行仿真分析,结果表明,能够达到位置坐标的测量精度要求。     

减小光栅传感器测量信号误差的研究

在光栅传感器测量系统中，为了提高测量信号的精度，需要对系统输出信号的误差进行研究。介绍了莫尔 条纹的产生和光栅传感器测量系统，对测量系统的误差进行了分析，提出了利用基于误差修正技术的光栅测量系 统减小光栅测量信号的系统误差的方法，以及利用滑动平均滤波与中值滤波结合的方法减小动态莫尔条纹信号中 的随机误差，总结了设计光栅传感器测量系统的关键技术。仿真结果表明#混合滤波方法可以有效地减小动态莫 尔条纹信号中的噪声干扰，且算法简单。     

基于频率步进的宽带分布式全相参雷达

系统时间同步是宽带分布式全相参雷达的核心问题之一,但现有的时间同步技术无法满足其同步精度需求.本研究基于频率步进信号提出了一种宽带分布式全相参雷达时间同步方法.分析了时间同步误差对系统相参性能的影响;提出了采用频率步进信号代替线性调频信号的时间同步方法.理论分析表明,该方法能够极大地减小时间同步误差对相参性能的影响,进而降低对时间同步精度的需求;通过仿真分析验证了本方法的有效性.      

电子计数法测频提高测量精度的分析

本文通过误差分析,说明电子计数法直接测频和通过测周期得到频率的两种方法,其测量精度主要取决于被测信号与闸门信号不相关引起的量化误差.虽采取相应的措施,可在一定的条件下提高测频精度,但受到各种条件的限制,难以实现宽频带、高精度测量.而在直接测频基础上发展的多周期同步测频方法,由于闸门与被测信号保持同步而消除了对被测信号计数所产生的±1个字的量化误差,实现了频带内的等精度和高精度测频.     

基于模糊策略的荧光光纤测温系统研究

本文分析了荧光光纤温度检测系统中导致荧光寿命存在非线性误差的原因。为更好地实现误差补偿功能提高检测精度,本文采用模糊策略对荧光寿命进行非线性误差补偿,以消除误差产生的影响。利用MATLAB建立仿真模型和实际系统的检测数据进行实验验证,实验结果表明所研究的基于模糊策略的荧光光纤温度检测系统能有效地提高荧光寿命值检测的稳定性和准确性,这对于提高荧光光纤测温系统的精度及鲁棒性具有重要意义。     

用多分辨分析法研究动态测试误差溯源

根据全系统动态精度理论，在给出动态测试系统总的传递链函数及动态测量误差模型的基础上，利用现代信号分析手段，将系统的输出总误差进行分解，并根据各分误差的特性，将其溯源，找到系统内外产生该分误差的组成环节．为验征动态测试误差溯源理论，建立一仿真的简单系统，利用小波变换中多分辨分析方法，将总误差分解与溯源．结果证实了该理论的正确性和可行性．     

自动话路特性测试仪接收器误差分析与处理

本文对自动话路特性测试仪接收器的测量误差进行了分析,提出了误差模型,并针对各种误差产生的根源分别进行了分析处理,使仪器精度大幅度提高.文中提出的误差模型及数据处理方法对其他智能仪器也适用,具有一般性.     

一种新的采用LFM波的超声液位测量技术研究

超声是液位测量的主要技术之一,但传统的超声液位测量技术在测量准确性等方面还存在不足.研究表明优化系统发射波形可以明显提高测量的准确性和距离分辨力.采用线性调频(linear frequency modulated,简称LFM)波形发射及回波信号能量压缩、优化测量系统、引入渡越时间修正量,形成一种新的超声液位测量技术,并进行实验验证.实验结果表明:液面静止状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量绝对误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.595 mm和1.52 mm;液面波动状态下,线性调频波激励方式渡越时间修正前与修正后的测量均方误差比单脉冲激励方式最少减小分别为0.487 mm和1.39 mm.     

一种新型的数字式陶瓷湿度计

介绍的数字式陶瓷湿度计具有两个显著的特点：一是用对称三角波代替通常所用的方波作基准信号源,提高了测量精度;二是采用对数放大器跟踪补偿了湿敏元件的指数型湿阻特性,实现测量与刻度的线性化．整个电路采用集成器件并加以必要的温度补偿．实验表明,电路设计合理,测量结果准确、可靠,宜于推广应用     

一种最优码宽的Barker码超声测量技术研究

超声编码发射技术是一种有效的提高超声测量精度的方法。本研究通过实验验证,提出了在超声测量中,采用最优码宽的13位Barker数字编码激励并结合匹配滤波解码压缩的方法替代传统的单脉冲激励的方法,通过对回波信号能量压缩以及对测量系统的优化,并且在实验的基础上加入渡越时间的修正量,形成了新的超声液位测量技术,并通过实验进行验证。仿真和实验结果表明,液面静止状态下,巴克码激励方式渡越时间修正前与修正后测量绝对误差比单脉冲激励方式分别最少减小0.631mm和1.617mm;与传统的单脉冲测量在分辨率、信噪比等方面比较,编码激励技术能有效地改善超声测量的精度,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

PDME询问信号幅度强弱不等产生的误差分析

在研究精密测距系统（PDME）测距原理及工作模式的基础上,分析了因询问信号幅度强弱不等引起测时误差从而导致测距误差的过程。分IA和FA两种模式,从测量脉冲前沿的数学表达式及判决门限电平的选择出发,研究因询问信号幅度强弱不等引起的测时误差,依据PDME工作原理推算测距误差。最后根据对测距误差的分析,对两种模式的测距误差情况进行了仿真,给出了仿真结果。     

头盘间距动态测试算法

本文给出了利用磁头本身的读出信号测量头盘间距动态变化的一种有效方法,找到了保证其可靠性的关键条件,给出了测量时关键参考数的计算公式,在此基础上本文还给出了所设计的测试系统和一种简易可靠的误差测定与记录频率确定方法。