斯特林制冷机A/D位数扩展与仿真分析

为解决斯特林制冷机温控系统中A/D转换器采样精度较低对斯特林制冷机控温稳定性的影响,本文基于A/D转换原理,结合斯特林制冷机实际测温特点,提出一种提高A/D转换器采样精度的位数扩展方法,并基于simulink/matlab软件搭建斯特林制冷机温控系统仿真模型验证该扩展方法的有效性。结果表明：通过使用电阻逼近扩展法扩展A/D转换器的位数之后,线性斯特林制冷机冷头的温度波动范围变小,温度稳定性得到提高,说明了该A/D扩展方法理论思路的有效性。     

差分输入双积分电路在热电阻测温中的应用

针对常规分立双积分AD只能处理单端信号的问题,给出了一种输入和基准电压均支持差分信号的分立差分双积分AD。在热电阻测量中,把热电阻和基准电阻串联同一回路,以基准电阻压降作为基准,对热电阻的压降进行测量,并从软硬件两个方面对常见的误差因素进行对消处理。实验表明,该电路用于PT100测温时,跳字不超过0.1℃,精度可以达到±0.1℃,且对运放型号无特殊要求,是一种低成本、高精度的温度测量方案。     

高速行波型A/D和电流开关型D/A研制成功

一种不需要采样保持电路和编码器电路,结构简单的行波型模数转报器在中国科学院物理所首次研制成功.它全部采用现有国产TTI逻辑器件.可供视频图象信号的模拟数字转换用.在1979年2月研制成功的原理性样机基础上于1979年9月又研制成功一台改进型的13.3MHz,七位满刻度0—2V的A/D.同时研制成功一台电流开关型30MHz,七位的数模转换器D/A.填补了国内快速A/D和D/A方面的空白.目前这一成果已推广到北京市半导体器件研究所试投产.高速行波型A/D和电流开关型D/A研制成功@吕俊锡     

基于FPGA和有限状态机的守时系统设计

通过对现阶段守时系统实际应用情况和技术特点的分析,提出了一种新的守时系统设计方案,设计了一个基于FPGA和有限状态机的守时系统;采用恒温晶振组成本地时钟,与GPS/北斗时钟源共同作为系统的输入信号,利用FPGA设计守时系统的基本电路和有限状态机,并对调频调相部分和外部D/A转换电路进行控制,实现本地时钟与时钟源完全同频同相输出,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对时钟源信号进行保持,实现通信系统的时间同步。     

数字式声呐的高效率前置A/D转换器

A/D转换是数字式声呐的最基本的前置处理之一,要充分利用A/D的动态必须确保输入信号始终处于适当的范围内。本文把A/D转换器的噪声分为重化噪声和饱和噪声。在输入噪声为高斯信号的假定下,分析了总噪声和A/D转换器各参数的关系,提出一种带反馈的AGC模型和采用数据压缩的μ-律量化,以便确保A/D转换器工作于最佳状态。文中给出了理论分析和实际电路设计。     

星上定标系统探测器高精度信号处理电路的实现

针对星上定标系统对探测器信号处理的技术要求,采用高精度模数转换器件-VFC型A/D转换器AD650设计了一种从光电流转换为频率输出的高性能转换电路.以硅陷阱探测器为基础研制了标准探测器,介绍了标准探测器的组成及光学原理,说明了VFC型A/D转换电路的设计思想和实现方法.该电路利用积分原理,将输入电压(或电流)转换成频率输出,脉冲频率与输入电压(或电流)成比例,其精度高、线性度好,转换位数与速度可调,与CPU连线很少.对光谱辐亮度的探测实验表明,以此原理设计的电路其输出频率非线性误差为0.23%,非稳定性误差为0.020%/h,结果满足系统设计要求.     

测量冲击压缩下绝缘材料电阻率技术的一个改进

 对A. C. Mitchell等的测量冲击压缩下绝缘材料电阻率的技术做了改进，其主要之点是，在测量电路中增加了一个记录冲击波进入试件的电支路，并在新支路中串接一个基准电阻。这样做的好处是：（1）便于提高试件电阻信号的电平，或提高试件电阻的可测上限范围；（2）可以用基准电阻的实测值对试件的实测电阻值进行校核；（3）可以同时测得试件中的冲击波速度值。文中还以聚四氟乙烯材料的实测结果为例，对本方法的特点做了初步讨论。     

微弱信号检测技术在超导电阻测量方面的应用

随着近年来超导技术应用范围的不断扩大,超导技术的影响已经波及到了各个学科领域.本文通过对超导电阻特性的分析研究,提出了一种基于微弱信号检测的超导体电阻测量的新方案.利用高性能DSP芯片,软件实现了超导体电阻的测量;利用单片机配合双积分A/D转换器测量超导体的环境温度.实验表明,本测量系统可有效地检测微弱的超导电阻信号,本系统充分显示出了自身在超导体电阻测量等微弱信号检测方面的优越性.     

三相交流电的旋转磁场的演示

演示内容: (一)旋转磁场的产生。 (二)旋转磁场的转速。 (三)旋转磁场的旋向。仪器原理及线路: 如图一,A、B、C为三相对称低频电源[注],K甲为电源换向开关,K乙为电路切换开关,D1、D4、D2、D5,D3、D6分别为相当于三相交流电动机定子绕组各元件的首端和末端,a、b、c为变极变速用引出线. (一)当 K乙扳向 P=1位置,D1、 D2、 D3与对称三相电源A、B、C接通时,1—12各槽导体中均有按正弦规律变化的电流通过.由于发光二极管LED的整流作用.使得电流流进时只能从槽中右支路流过——LED发红光;电流流出时则只能从左支路流过——LED发兰光.…     

位移传感器仿真器设计

针对目前机载系统地面试验的要求,设计了一种简单、驱动能力强、通用性好的位移传感器仿真电路。运用模拟乘法器AD633完成基准载波信号幅度的调制,简化了硬件电路的复杂度;利用运算放大器的非线性反馈以及三极管的电流放大特性,大大提高了电路的带负载能力;使用基准电压和以及调节接口的设置提高了仿真电路的通用性。在某飞机飞行控制系统地面试验中的应用表明,该位移传感器仿真电路能够实现角位移传感器及线位移传感器信号的仿真,运行稳定、波形良好,有一定的推广意义。     

基于DSP的高功率TEACO2激光器控制系统的高精度数据采集

针对基于DSP的高功率TEA CO2激光器控制系统直接利用DSP F2812内置A/D转换器（ADC）进行模拟量采样时存在转换误差较大,且模拟量易受电磁干扰等问题,从硬件和软件两个角度提出了校正DSP2812内置ADC的方法。硬件上采用硬件模拟滤波和隔离等手段对输入的模拟量进行处理;软件校正则通过将两路给定的参考电压值送入DSPF2812内置A/D转换器的两个转换通道,计算出ADC的偏置误差和增益误差,以此误差对其它通道A/D转换器进行校正。最后,实验分析了参考电压和A/D采样时钟频率对A/D转换精度的影响。结果表明,提出的方法能有效地提高A/D转换器的精度,A/D转换误差达到±3 LSB,特别是在对腔压值精度要求很高的0～12 000 Pa区段,A/D转换精度达±1 LSB,可以保证TEA CO2激光器的可靠运行。     

适用于捷联惯导温度补偿的高精度测温系统

针对捷联惯导温度补偿的研究,设计了一种用铂电阻Pt1000作温度敏感器, ADS1148为信号调理和A/D转换的高精度双通道数字测温系统。采用高性能集成芯片、双恒流源式三线式配线法、比例输出结构和RC低通滤波器的设计,有效的简化了电路,增加了系统的抗干扰能力并减小了硬件误差;主控芯片采用MSP430单片机实现与ADS1148的通信和对上位机输出与温度数据相对应的16位数字量。试验结果表明该系统在捷联惯导温度补偿研究中所用的-40°C到60°C的温度范围内达到了0.002°C的分辨率。     

一种改进式TAC的高精度时间间隔测量系统的实现

设计了一种基于改进式时间-幅度转换器(Time-Amplitude Converter, TAC)的高精度时间间隔测量系统。该系统采用集成运放设计TAC中的电流可控的恒流源,并对TAC内部的积分控制部分加入宽带直流放大电路,来提高时间间隔测量的精确度;采用高精度的模数转换器采样TAC的输出,实现高精度时间间隔测量中的模拟到数字的转换;采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)完成系统软件设计,实现对TAC的控制。通过变换TAC的采样电阻的阻值,使恒流源输出不同的电流对电容进行充电,从而使TAC的输出电压满足高精度模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)采集电压的要求。实验表明,在测量时间范围为1us,800ns,400ns,200ns时,该系统的时间间隔测量的最小时间精度为400皮秒。     

一种带温度补偿的数字倾斜角测量系统

提出了一种带温度补偿的数字倾斜角测量系统,阐述了系统组成、温度补偿原理和软件设计,采用电子倾角器、A/D转换器、单片机、温度传感器实现了在宽工作温度范围内的倾斜角测量,消除了环境温度变化引起的偏差.系统通过实验验证,达到了较高的测量准确度,并在某项目的水平倾斜角测量系统中得到应用.     

用于气象观测的阵列式温度传感器流体动力学分析与实验研究

传统百叶箱和防辐射罩内部的温度传感器受到太阳辐射会导致其温度高于大气真实温度, 升温量可达0.8 K甚至更高. 为提高大气温度观测精度, 本文设计了一种阵列式温度传感器. 利用计算流体动力学方法分析计算该传感器在不同环境条件下的辐射升温量, 采用遗传算法对计算结果进行拟合, 获得辐射升温量修正方程. 为验证阵列式温度传感器的实际性能, 研制了强制通风温度测量平台. 将阵列式温度传感器、配有传统防辐射罩的温度传感器和强制通风温度测量平台置于相同环境下, 进行大气温度观测比对实验. 配有传统防辐射罩的温度传感器辐射升温量平均值为0.409 K; 与前者相比, 阵列式温度传感器的辐射升温量仅为0.027 K. 这种阵列式温度传感器可将辐射升温引起的误差降低约93%. 辐射升温量实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.0174 K, 均方根误差为0.0215 K, 该结果验证了计算流体动力学方法与遗传算法的准确性. 如果配合计算流体动力学方法与遗传算法, 温度测量精度有进一步提高的潜力.     

用于温差发生器的高精度温度测量与控制系统设计

讨论了用于温差发生器的高精度温度测量与控制的设计与实现。采用PT100铂电阻作为温度传感器,详细推导了非平衡电桥测量非线性的校正公式,采用24位的Σ-Δ型的模数转换器AD7714保证了0.005℃的温度测量分辨率。控温电路采用线性化电流方式,算法上对积分分离PID算法做出改良,并与不完全微分PID算法结合形成一种优化PID算法,能快速、精确的把温差稳定到目标值,控温精度达到0.01℃。     

用热释电探测器实现比色测温

用钽酸锂热释电探测器实现的火焰温度实时测量系统 ,主要由光学接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。其中 ,光学接收系统主要包括光学接收镜头、调制盘、截止滤光片、窄带干涉滤光片、聚焦透镜及光电转换系统等 ;信号放大与处理系统主要包括前置放大电路、选频放大电路、采样保持电路、模数转换电路及 80 3 1单片机等 ;显示系统主要包括数字显示器、打印机及接口电路等。介绍了该系统的工作原理与基本结构 ,讨论了其中的技术难点及相应的解决方法 ,分析了各量的测量精度对温度测量精度的影响。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

ITER极向场变流器温升试验方法

ITER极向场变流器是一种高功率大电流的六脉波桥变流器,其额定容量41 MV·A、额定电流27.5 kA。为了承载如此大的额定电流,ITER极向场变流器被设计成每个桥臂由12个晶闸管支路并联组成。在温升试验中,晶闸管支路中的晶闸管壳、快熔、软连接以及RC回路电阻等多个关键部位的温度需要检测,如果每个晶闸管支路都布置测温点,则测温点多达几百个,大大增加其温升试验的难度。为简化测温点、便于温升试验,本文采用先均流再温升的试验方法,通过均流试验得出各桥臂均流系数,在均流系数最小的三个桥臂中选出承担最大电流的晶闸管支路,然后在温升试验中只需验证这三个承担最大电流晶闸管支路的温升。由焦耳定律可知,只要承载最大电流的三个晶闸管支路关键位置的温升满足要求,则其他晶闸管支路的温升一定满足要求。该试验方法将测温点由几百个简化成十几个,为测温点的布置以及温度数据的采集带来便利。     

基于G-M低温制冷机的低温温度计标定系统

设计和搭建了一套5.2—300K温区的温度计标定系统,以G-M制冷机为冷源,进口已标定温度计为定标源,对Cernox负温度系数温度计、硅二极管温度计、PT100铂电阻温度计等进行了标定,获得了其温度特性曲线并进行对比,分析了标定误差,发现该系统具有较高的标定精度,所标定的温度计在其有效温区内能达到±15mK以内的不确定度,与定标源温度计处于同等量级。