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。     

智能温控表的设计

介绍了一种智能温控表的设计方法、系统构成和软件设计;该智能温控表以STC12C5A60S2单片机为核心,采用高精度PT1000铂电阻作为温度传感器,通过内置的10位A/D转换器采集到电压信号,实现对当前的环境温度采集,将目标温度值与实际温度值经过增量式PID运算得出相应控制量数据,可使得控制的温度稳定在与目标温度误差2℃以内,控制精确高,可靠性好;另外该智能温控表还具有通用性强,可方便连接控制多种加热设备、便于检测和修改的模块化编程、参数可调和使用灵活等优点。     

低温推进剂温度测量的线性化处理研究与应用

通过对铂电阻温度传感器的低温特性研究及其在运载火箭低温加注管道中的热平衡状态仿真,分析影响低温推进剂温度测量精度的关键因素,并采用线性化处理和补偿的方法进行误差修正。实践表明,该方法有效提高了测量精度,实现了综合测量误差小于0.25 K的目标。     

航天相机用基于1553B总线温度控制系统

文章介绍了一种航天相机用基于1553B总线的测温控温系统的设计,测温部分通过电阻分压的方式采集热敏电阻的电压值进而计算出热敏电阻的阻值,从而得出热敏电阻的温度,控温部分通过PID控制方法驱动加热片进行温度补偿,达到目标温度值。文中介绍了系统的原理及电路实现、软件流程,对测温过程中产生的误差源进行了分析并提出修正方案。最后给出实测数据得出结论,该系统测温精度优于0.1°C,控温精度优于0.3°C。     

带有温度补偿的超声波测距仪的设计

距离是在不同场合和控制中经常需要检测的一个参数,人们一直都在研究和探讨实现距离测量的最佳方法;介绍了一个基于STC89C52单片机的超声波测距系统,该系统包括超声波发射电路、接收电路、温度补偿电路、显示电路和相应的软件,通过硬件设计和软件编程来实现测距的功能;与传统的测距方法相比,该系统设计了温度补偿电路,从而消除了环境温度对声速的影响,试验和误差分析显示其最大量程为6m,误差被限制在允许的范围内;实际应用结果表明,该测距系统运行稳定可靠,测量精度高,所以,所用的技术和方法具有一定的实用性和推广价值。     

基于USB3.0和FPGA的传动误差检测系统的设计

为提高机床传动误差检测的速度、实时性以及精度,同时为优化硬件电路的结构,并保证采样数据毫无损失地传至上位机系统,提出了一种高速实时检测方案。通过脉冲插补的思想,提出一种传动误差检测的方法。另外在一块高性能FPGA芯片内部搭建数据预处理以及控制模块,利用USB3.0芯片作传输媒介,有效地减少了该系统外围电路复杂程度,降低了开发难度。并对该系统进行模拟仿真试验。试验结果表明：根据设定的误差曲线换算后的数据,通过另一个FPGA发送至该系统,处理后得到的数据不需要经过后期补偿,其误差曲线很好地归零并形成一条闭合曲线,而低速端转速误差曲线也正确反映了仿真实验的情况。实验结果表明该系统实现了高速实时检测,为机床传动误差检测提供了技术上的支持。     

霍尔传感器温度漂移补偿电路设计

霍尔传感器作为一种半导体器件,其灵敏度随着温度变化而产生漂移的特性,限制了其在高精度磁场测量场合的应用。传统的温度补偿方法虽然对温度变化的一次项进行了完全补偿,但是却引入了温度变化二次项的误差。因此,对于温度变化显著的高精度测量场合,传统温度补偿法将不再适用。设计了一种闭环反馈电路,通过温度传感器采集温度信号,与信号处理电路的最终输出信号进行运算后送回信号处理电路的输入端进行补偿,而并不是简单地将温度信号与霍尔信号的输入信号进行相加后送入信号处理电路。仿真分析结果表明,通过调节补偿电路的反馈比例系数与霍尔芯片温度漂移系数,可以完全补偿霍尔芯片的灵敏度漂移。因此,这种闭环补偿方法可以不引入与温度变化二次项有关的误差,消除因温度变化产生的漂移,不仅适用于霍尔传感器,也适用于其他会随着温度漂移的传感器。     

电流串联双调压喷嘴试验台测控系统设计

喷嘴是发动机推进室的重要组成元件,通过研究其工作原理,根据流量特性检测需求,设计了一套集硬件线路设计和工艺采集于一体的喷嘴试验台测控系统。针对系统电路进行改造,利用信号传输特性设计了电流串联回路,解决了传感器重复使用的问题。建立以太网通信,利用Labview创建共享变量调用PLC数据,设计了阶梯式双调压采集系统,提高了试验工况和参数采集的精度。实验表明,系统可以通过上位机界面实现信号的实时采集以及数据处理、记录与分析等功能,试验工况误差达到1%。     

基于LabVIEW的超导磁体数采与测控系统研究

根据研制的大口径、高场强的超导强磁装置的特点,选择基于LabVIEW的数据采集和测控系统。低温传感器共六支,分别安装于磁体氦槽和冷屏不同位置,其中碳电阻温度计Cernox三支,铂电阻温度计Pt100两支、Pt1000一只,用于监测磁体温度;超导氦液面计一个,用于监测氦液面高度;根据磁体参数匹配研制了一套可调励磁速率的磁体专用直流电源及其失超保护系统,保证磁体安全运行。所有数据通过NI公司内插DAQ6251数据采集卡的PX I采集,用LabVIEW编写数据采集程序和人机界面。     

编码器动态检测系统高实时性高精度角度基准设计

在编码器动态特性检测中,角度基准的快速反应和精度直接影响着动态特性检测装置的准确性。为实现角度基准的快速响应,提高基准编码器的测角精度,本文设计了高精度快速细分角度基准编码器。首先,通过对目前角度基准不足对编码器动态特性检测影响的分析,得出动态检测精度主要受基准编码器的数据处理延时影响。其次,通过对基准编码器结构、细分电路、处理电路等的设计,完成了23位高实时性角度基准编码器的制作。最后,为提高检测精度,利用RBF神经网络对角度基准进行误差补偿。所设计的角度基准编码器分辨率达到0.15",并且可以在10 r/s速度时,保证逐分辨率输出。经过测量,补偿前基准编码器的精度为1.30",补偿后的基准编码器误差峰峰值不超过2.5",精度优于0.6"。高精度、高实时性角度基准编码器的研制,提高了编码器动态特性检测系统的检测精度,为研究编码器动态特性提供了基础。     

基于温度补偿的超声波测距系统设计

基于温度补偿的超声波测距系统设计由AT89S51单片机、发送电路、接收电路、温度补偿电路和显示电路等5部分组成。通过实验对温度、距离衰减及时间差测量进行补偿,利用超声波反射特性对障碍物进行测距。实验结果表明：系统性能稳定,测距精度高,环境适应性更强在超声波测距范围内,最大误差不超过2CM。     

光栅干涉位移传感器信息解算方法研究

面向光栅干涉式位移传感器信号高精度解算的需求,提出了一种基于椭圆拟合补偿及反正切算法的位移解算改进方法。采用傅里叶变换及标准化椭圆参数拟合法对信号误差估计,通过构建线性误差补偿模型对带误差信号进行正交补偿,结合反正切算法对信号进行线性化处理,实现高精度位移解算读出。Matlab仿真结果表明,该方法对信号正交补偿效果显著,线性化处理算法解算位移最大相对误差小于0.2%。为提高光栅干涉式传感器位移解算精度提供了有效途径和方法。     

隔离式协议转换器在压变并行温补系统上的研发与应用

文章提出隔离式协议转换器在压力变送器并行温压补偿系统上的研发与应用,其目的是替换现存以HART总线[1]为基础的并行温压补偿系统的补偿电路,进而简化了补偿电路,提高了主站与工位采集板之间的通讯速率,使系统的维护和维修简单,以及令PCI总线驱动控制PIO数字I/O电路[2]完全的独立出来,只用于温压补偿中气路的切换选择控制;隔离式协议转换器是一款自主研发、自拟协议的独立模块,经压力变送器生产企业的应用与验证,该研发成果能够较好地解决现在温压补偿系统存在的问题,同时易移植于其它温压补偿系统上,并满足压力变送器生产客户的需求。     

高精度嵌入式超声波测距系统的研究

为了提高超声波测距精度,分析了超声波测距的原理,针对影响超声波测距精度的主要因素——环境温度,回波时间,从软件和硬件上提出了解决方法。软件上通过进行修正不同温度下的传播速度以达到消除温度对测距精度影响的效果;硬件上设计升压驱动发射电路、由仪表放大器组成的信号幅度补偿电路和双比较器构成的回波检测电路以改善提高超声波质量和更好确定传播时间。经验证,该系统能够实现较高精度的测距。     

Pt1000温度计在HTS电流引线失冷实验中的应用研究

首先对Pt1000温度计在20K到室温范围的温度进行校准,进而应用在ITER高温超导电流引线超导模件分流器安全性能实验研究中,实现低温到室温的测量和控制。实验和测量结果表明:Pt1000温度计在20K~70K的误差一般小于1K,完全可以代替Cernox温度计用于ITER高温超导电流引线超导模件分流器的安全性研究中,能够大大降低其实验测试费用。     

拼接式编码器测角误差分析及试验

根据望远镜测角系统的精度需求,分析了影响拼接式编码器测角精度的误差源,以及多读数头测角消差原理,确定了采用相位相差90°的4读数头的测角方式。在某望远镜方位轴系转台进行了逆时针和顺时针方向的测角试验,通过对测角数据进行谐波分析并补偿后,得到两组实验测角误差RMS分别为0.34"、0.38"。实验表明,相位相差90°的均布4读数头的测角方式消除了由轴系误差、编码器安装位置误差和钢带安装盘部分圆度误差对测角精度的影响,实现了亚角秒级测角的目的。研究结果可用于大口径望远镜设计阶段的误差分析与分配、预估测角精度,为降低设计和加工误差提供参考。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

基于红外差分检测的甲烷气体传感器

鉴于红外吸收法检测甲烷气体浓度时,误差的补偿是提高检测精度的核心。通常采用各种差分吸收技术来进行误差的补偿,减少各种干扰。基于红外差分检测原理,设计一种双波长差分甲烷传感器。利用旋转滤光盘控制滤波和光的通过,使测量光和参考光分时通过光路,实现了单光源单光路单探测器结构,消除了光源功率波动、光路损耗以及探测器的不稳定带来的误差,提高了检测精度。实验表明,在0～6%浓度范围内,该传感器最大相对误差小于1%。     

办公楼地源热泵空调系统夏季运行特性

以泰安市某办公楼地源热泵系统为研究对象,通过对夏季运行工况的实时监测,得到地源侧出水温度、负荷侧回水温度、机组COP和机组制冷量随室外气温的变化特性。研究结果表明,地源侧出水温度波峰较室外气温波峰滞后22h;机组COP和机组制冷量不仅与室外气温有关,还与空调末端供冷需求有关,在供冷需求相同的情况下,室外气温每升高1℃,机组COP、制冷量升高2.5%;在室外温度相同的情况下,地源侧出水温度每升高1℃,机组COP降低5%。该研究结论为地源热泵空调系统的设计、节能运行提供了必要的参考。     

基于铂电阻的温度测量仪的设计与实现

针对大亚湾中微子实验中,需要精确测量掺钆液闪温度的问题,设计并实现了一种基于铂电阻的分布式温度测量仪。该测量仪可以同时测量多点的温度,并将测量结果通过网络传输到数据服务器中,从而实现远程在线监测。为解决器件温漂带来的误差问题,该文采用了3电阻测量法的自校正技术,通过比较3组测量信号的相对大小来求得被测热电阻的电阻值,进而计算出温度值。通过计量炉的实测的数据比较,测量误差小于0.059℃, 满足测量精度需求。