多路振弦传感器同步测频系统设计

针对多路振弦传感器测频系统多采用分时异步的测量方式,无法满足桥梁等大型建筑动态响应的测量需求,提出一种同时激振-分时测量的同步测量方案;根据该方案设计了一套多路振弦传感器同步测频系统。系统以Cortex-M4处理器为核心,采用Rife-Quinn算法进行频率计算。对系统进行实验测试,测试结果表明:系统能完成4通道振弦传感器的同步测量,无噪声条件下的测频相对误差小于0.007%;输入1 kHz、峰值为2μV~3.4 mV范围的正弦信号,系统测频相对误差小于0.005%,标准差小于0.04 Hz;加入白噪声干扰,信噪比在-9~9 dB范围内,系统的测频相对误差小于或等于0.2%。     

数字光栅测振传感器性能分析与测试

为完善光栅测振传感器的性能,将光栅莫尔条纹技术应用到振动测量,在完成光栅测振传感器原理性实验的基础上,进行了理论分析,并就其特性进行了实验研究.通过构建高精度光栅传感器测试系统,对传感器的静动态特性进行深入研究,并建立了动态模型.实验证明,光栅测振传感器分辨力可达0.025μm,动态频率误差小于1.5%,振幅误差小于3.8%.     

基于EPM240和MSP430的等精度频率计

为提高信号频率的测量精度,设计了基于EPM240和MSP430的等精度频率计,包括恒温晶振、等精度计数单元和频率计算显示单元。该等精度频率计以CPLD（Complex Programmable Logic Device)芯片EPM240T100C5和单片机MSP430F149为核心,YM1602为液晶显示模块,单片机启动CPLD完成等精度计数后读取计数值进行频率计算并显示。理论计算及实际测试结果表明,该频率计的量程为0.5 Hz～10 MHz,全程测量相对误差小于2×10^-8,满足项目中的测频要求。     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

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...     

总线式振弦传感器监测装置的设计

为了使振弦传感器监测装置实现简化现场布线、直接输出被测物理量,设计了一种基于单片机和CAN总线的振弦传感器监测装置。文章介绍了总线式振弦传感器监测装置设计的实际意义。根据工程实际,设计了监测装置的总体结构。通过查阅文献掌握了振弦传感器的工作原理和CAN总线多节点通信的方法。设计了CAN总线节点收发硬件电路并给出了总线式振弦传感器监测装置的程序流程图。最后给出了设计的总线式监测装置的实验效果图。总线式振弦传感器监测装置将振弦式传感器、单片机以及CAN总线结合在一起,提高了测量频度、简化了现场布线。用于具有测量频度高、测量距离远等特点的多种振弦传感器监测的工业领域。     

模拟调频电台的调制系数估计

调制系数是模拟调频(FM)电台的一个重要参数,FM信号的瞬时频率是调制系数和调制信号共同作用的结果,调制系数可由瞬时频率求出.然而瞬时频率的求解精度受接收信号噪声的影响.实验证实,在信噪比高于20 dB时,由瞬时频率得到的调制系数与实际值的相对误差在1%以下.求解瞬时频率传统的办法是利用时频分析、短时傅里叶变换等方法,...     

基于μC/OS-Ⅱ的振弦式传感器测频系统的设计与应用

针对传统桥梁振动频率测量系统中存在的测量精度低、速度慢、可靠性差的缺点,提出了一项新型的基于μC/OS-Ⅱ振弦式传感器频率测量方案.该方案引入了一种高效的等精度测频技术,并率先实现了μC/OS-Ⅱ操作系统与频率测量体系的实时结合.多次现场测试表明,系统测量的精度、速度和可靠性明显优于传统测频系统.     

一种双频基片集成波导介电常数测试系统

为了同时测量不同频率下的复介电常数,设计了一种基于基片集成波导结构可工作于S和C波段的双频介电常数测量系统,在2.45和5.85 GHz附近可同时测量待测物的复介电常数。该测试系统的传感器包含2个按对角线级联的正方形谐振腔、2条测试缝隙以及一段微带馈电耦合结构。2条缝隙的工作波段相互独立,待测物接触传感器表面的2条缝隙影响系统的谐振频率和品质因数,基于人工神经网络的反演获得待测物复介电常数。仿真数据作为训练人工神经网络的样本,验证阶段,使用不同浓度的乙醇与水混合溶液检验传感器准确性,与理论值相比,在2.45 GHz时介电常数实部和虚部的测试结果最大相对误差为1.98%和1.28%,5.85 GHz时分别为2.15%和2.68%,该传感器具有较高的精度及双频测量特性。     

基于小波变换的光纤光栅测频辨识

针对光纤光栅测量振动模态频率噪声较大的问题,提出采用小波变换去噪。同时获取时频信号,判断光纤光栅测量模态频率结果的有效性,对模态频率进行辨识。从直接快速傅里叶变换方法获得的频域数据分析来看,振动模态频率为7阶,而利用有限元分析和CRAS模态测试平台的结果均为5阶,因此对光纤光栅测频结果存在误判。用小波变换进行去噪处理后,所得测试结果为5阶主要振动模态频率,与有限元分析和CRAS模态系统测试结果相近,分别为：27.25、232.00、423.25、692.50、1 390.25 Hz。其信噪比依次约为65、35、30、23、20 dB,信号的信噪比随着模态频率阶次的增加而降低。因此,采用小波分析可以有效防止光纤光栅测频误判。     

EPIRB检测仪的测频系统设计与实现

针对船载应急无线示位标(EPIRB)对发射频率源稳定度要求高的问题,在比较了几种测频方法并且分析了已有的较高精度测频技术的基础上,根据示位标检测仪的精度要求,采用了相位重合点测频理论,还在此基础上提出了一种改进型的频率检测方法,提出并论证了一种基于软件无线电思想的船载应急无线示位标检测仪的测频系统设计方案,并研究了不同信噪比下改进型测频方法的测量精度情况.仿真结果表明,采用此测频系统方案,相同信噪比下的测频精度有明显提高,改进后测频方法满足EPIRB检测仪的短期频率稳定度指标要求.     

基于双目视觉技术的FAST舱索系统模型振动测量方法

 FAST望远镜舱索系统位置、振动频率的动态检测是实现闭环控制的基础。针对传统测量方法用于FAST望远镜舱索系统缩比模型振动频率检测时操作复杂、干扰性大和不易实现的缺点,根据被测物体连续振动变化的特点,提出双目视觉高速动态测频方法。该方法通过计算被测物点位三维坐标,利用快速傅立叶变换对离散的实时点位信息进行频谱变换,分析确定被测物的振动频率。实验显示,双目视觉高速动态测频方法在频率分辨率为0.04 Hz的情况下,重复测量、分时段测量的误差分别小于0.08 Hz和0.04 Hz,表明对于舱索系统之类的低频振动物体,该方法能有效满足振动频率的动态测量要求。     

变压器式低频测振传感器的研究

介绍了变压器式传感器构成的新型惯性测振系统及系统参数配置,研究了影响系统测量精度的因素.建立系统力学、互感数学模型,分析了其传递函数的频域特性,优化配置了传感器系统参数,确定了传感器不失真测量的最佳激励频率,显著提高了传感器测量精度.研究了传感器零点残余电压产生的原因,并提出了零点电位调节、相位调节和电流负反馈补偿方案...     

基于组合弦测的钢轨波磨广域测量方法

该文针对传统弦测方法有效检测波段较窄,不能通过单个系统对30mm~60m全波段弦测波形进行复原的缺陷,提出一种基于两点弦与三点偏弦相结合的钢轨波磨广域测量方法。该方法一方面使用最小二乘法来设计逆滤波器,只需计算传递函数的幅频特性,较传统的频率采样法省去了相频特性的计算;另一方面在三点偏弦法的架构下,通过3个检测点灵活组合,将两点弦长波测量与三点偏弦短波测量优势进行互补,实现了单个系统下的全波段弦测波形的准确复原与测量。为验证该方法的有效性,在室内轨检小车上利用1D激光位移传感器搭建了钢轨波磨测量平台,并进行了线路测试。实验结果表明,该方法能较为精确地对广域轨道波磨进行测量。     

DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究

主要针对在非同步采样情况下基波与谐波测量中的频谱泄露问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)插值的非整数延迟带通滤波器设计方法,用于提高电网电压基波分量的测量准确度。该方法采用DFT递推方式来降低滤波器传递函数计算的复杂度;同时考虑被测信号频率波动对插值参数的影响,提出被测信号幅值参量计算公式来提高滤波器对基波频率波动的适应性。仿真结果表明:与线性插值方法相比,本文方法的滤波准确度提高了23.3%;滤波之后,用于基波电压测量和频率估计的准确度较线性插值方法分别提高了44.8%和41.7%,说明非整数延迟滤波器用于基波电压测量与频率估计可以有效降低谐波干扰。     

基于小波分析的傅里叶变换轮廓术应用研究

采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌。利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠。计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和无噪声的情况下与一般数字滤波器处理结果进行了比较,无论从测量精度还是测量范围都得到了提高。     

基于小波分析的傅里叶变换轮廓术应用研究

采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌.利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠.计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和无噪声的情况下与一般数字滤波器处理结果进行了比较,无论从测量精度还是测量范围都得到了提高.     

频率测量与滤波方法的研究

石英谐振式力传感器用于称重测量时,后续电路对频率的测量存在快速性和准确性相矛盾的问题,本文研究设计了一种实用有效的测频方法和滤波方法,使刷新显示时间小于０．３秒,测频精度达到１０＾－５。     

有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计

针对现有跳频信号参数估计方法未考虑有色噪声的影响,且估计精度与速度难以兼得的问题,提出了一种有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计方法.该方法首先根据水声信号有色噪声背景的特点,对有色噪声进行白化处理;然后,在详细推导分析跳频信号短时傅里叶变换时频脊线的特征的基础上,给出了跳频信号跳周期和起跳时间的估计方法;最后,基于估计得到的跳周期和起跳时间,进一步估计跳频频率.理论分析和仿真结果表明,该方法计算量小,工程实用性强,在有色噪声背景下可以实现跳频信号参数的快速稳健估计.     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.