并联传感器系统压力传感器故障诊断系统设计

在工业生产过程中电子皮带秤普遍采用多个称重传感器输出信号的并联方法,而该方法对多个称重传感器无法独立采集同时无法准确判断故障。应用TI公司MSC1210单片机最小系统和信号分离器,设计一种并联传感器系统压力传感器故障诊断系统,实现多个称重传感器并联应用时的独立采集;发明一种皮带秤称重传感器累计量校准方法,将不断变化的累计量转换成定量值实现并联传感器系统压力传感器故障诊断。结果表明该系统较好实现多个称重传感器的独立采集和故障传感器判断,为皮带秤等计量装置并联传感器系统的技术升级提供有效手段。     

VXI总线多通道压力传感器仿真模块设计与实现

某型发动机系统主要由综控器、传感器、电机泵、电磁阀等部件组成,综控器是整个系统的核心控制部件,为测试综控器的性能是否符合要求,需要为综控器提供各种工况下的传感器（主要为压力传感器）数据进行仿真试验。采用真实的压力传感器开展上述工作,一方面需要构建复杂的工作环境,难度大、数据精确度难以保证,另一方面地面环境下的传感器信号变化难以实时调整,难以满足数据快速变化的需要。基于以上因素考虑,给出了一种基于VXI总线的多通道压力传感器仿真模块的设计方法,模块共有24路压力传感器电路,每路独立配置输出。模块以“VXI总线接口电路 VXI总线功能电路”的结构进行布局,VXI总线接口电路主要包括“CPLD 双口RAM”,对VXI总线指令进行解释、译码;VXI总线功能电路主要包括“96系列单片机 DA输出电路 两线压力传感器电路”,完成对真实传感器输出信号的电气特性仿真模拟。模块的驱动程序在Lab Windows/CVI6.0的环境下编制,供用户进行程序调用和快速操作使用。该模块已在VXI总线测试系统中得到应用,实际情况表明,模块的输出精度高、信号调整方便、响应快,满足了综控器仿真深度测试的要求。     

基于FBG的液压系统中流量/压力/温度同时测量技术

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题,提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础,融合光纤光栅压力和温度传感器,可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上,对传感器的结构进行设计,并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定,得到其流量灵敏度为0.049L/s,压力灵敏度为28.4pm/Mpa,温度灵敏度为14.9pm/℃,验证了传感器设计的合理性.同时,传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考,克服温度的交叉敏感效应,提高传感器的环境适应能力.     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统。无线传感器网络以CC2430通信模块为核心。传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心。设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波。采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性。对系统进行了多天连续测试。通信距离为100米时,网络的平均丢包率低于1%。pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%。测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。     

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。     

一种基于WSN的井下无线应急通信节点设计

摘　要：针对井下应急通讯需求,本文提出了基于无线传感器网络（WSN）的井下无线应急通信系统架构,设计由微处理器电路、无线收发模块、传感器电路、电源、和天线所组成的井下无线应急通信系统节点,低功耗设计。按照功能开展模块化,提高节点灵活适用性。最后测试了设计节点点对点通信性能,得到相应的距离与丢包率之间的关系曲线。井下无线应急通信有效通信距离达到45m,能够满足井下大规模应用组网需求。     

3D打印光纤压力传感器

根据光纤弯曲损耗效应,设计了光纤压力传感器,采用3D打印制作主体部件,与光纤、光纤法兰等整合为光纤压力传感器.该传感器具有可变受力、受力限位、可变灵敏度等功能.光时域反射方法测试结果表明:该传感器可应用于分布式光纤传感系统.     

基于ARM11的热力站远程水质监控系统设计

为实现对循环水水质的远程监测,设计并开发了一种基于嵌入式技术的热力站远程水质监测系统的监测终端。监测终端由水质传感器、GPRS模块、通信转换模块及嵌入式开发板组成。嵌入式开发板以ARM11系列的Tiny6410为硬件基础,并嵌入WinCE系统作为软件平台,同时加入SQLite数据库以实现将水质传感器采集到的氯离子、PH值、溶解氧等参数的本地存储、查询及图表显示。最后监测终端通过GPRS模块与数据中心建立无线连接,接收数据中心的配置命令,并将现场测得数据发送到远端数据中心。调试结果表明：远程监测终端实现了循环水水质远程监测的功能要求,对于实现水质自动化监测具有一定的理论意义和实用价值。     

基于WiFi和GSM的无线监控系统设计与实现

针对无线监控的现实需求,设计了一种在STM32F4微处理器平台上的无线远程监控系统。该系统主要由传感器模块、主控模块、无线传输模块和监控终端模块四个部分组成,具有传感器驱动、自动报警和远程监控等功能。文中着重给出了系统的整体方案详细说明、各个模块的原理和性能参数、系统的软件设计等。经过调试与测试,系统不仅实现了预期的功能,而且具有良好的实际应用前景。     

基于边缘解调技术的光纤光栅波登管压力传感器的研制

研制了光纤光栅弹簧管压力传感器,并与双边缘解调技术相结合搭建了基于边缘解调技术的光纤压力传感器检测系统,对传感器和解调器的性能进行了测试,给出了实验结果.压力灵敏度为0.33nm/MPa,解调系统线性拟合度为0.99977,系统压力测量分辨率可达0.01MPa.     

多参数远程无线监控技术研究

针对我国烟花爆竹的运输现状,基于多参数远程无线监控技术,有针对性地选择压力、温度等多种传感器,运用信号处理技术,将多传感器信号进行处理和融合,利用传感监测技术、GPS卫星定位技术、CDMA数据传输技术等搭建通信系统和监测平台,对烟花爆竹运输车辆状态进行监测和预警及报警。通过进行系统的硬件及软件设计,实现了一种烟花爆竹运输过程的安全监控系统。进一步的,完成了系统的测试试验,试验结果表明,该系统可以实时地采集烟花爆竹运输车辆车厢的安全参数,并具有对数据进行比较,超限预警等功能,系统精度可以达到监控目的,且稳定,可有利地防止爆炸对周边人员和环境的危害。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

基于F-P腔干涉的膜片式光纤微机电系统压力传感器

基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器.采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6 μm、机械灵敏度为0.502 μm/MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率与压力的关系对压力进行解调.分析了腔长变化对反射率的影响,确定传感器线性工作点的波长,建立稳定的压力传感测试系统.测试结果表明,该传感器压强最小分辨率为62 Pa,灵敏度达到0.51 nW/KPa,具有良好的线性度、灵敏度和重复性,适用于人体内压力测量和口腔义齿压力测量.     

实验室智能安全监控预警系统设计

高校实验室的安全保障一直是实验室工作的重中之重,针对可能存在的实验室安全隐患,本文设计并制作了多传感器集成型实验室智能安全监控预警系统,用于实时监测实验室环境参数并进行预警。该系统以Arduino为控制单元,选用性能优异、工作稳定且低成本的温度、湿度、烟雾、甲醛、气压传感器,测量实验室内环境参数,并通过GSM通信模块将数据以短信方式向管理人员发出通知。该系统可以为高校实验室的安全、高效运行提供有力的技术保障。     

光纤菲佐气体压力传感器的波分频分复用方法

设计了一种新的光纤菲佐气体压力传感器,结合波分复用技术和空间频率复用技术,实现了不同腔长的光纤菲佐气体压力传感器的复用.给出了该复用系统的结构,阐述了其工作原理,最后利用实验验证了该方法的可行性.针对该系统中的串扰问题提出了基于参数化谱估计的Pisarenko谐波分解方案,使可复用的传感器腔长差降至100 μm左右,大大提高了系统的复用能力.实验结果表明：该系统在单个传感器气体压力分辨率达0.76% F.S(量程为0~150 kPa),复用的传感器数目可达80个以上,可满足实际工程应用中多点气压测量的需要.     

基于F-P腔干涉的膜片式光纤微机电系统压力传感器

基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器,采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6μm、机械灵敏度为0.502μm MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率与压力的关系对压力进行解调,分析了腔长变化对反射率的影响,确定传感器线性工作点的波长,建立稳定的压力传感测试系统,测试结果表明,该传感器压强最小分辨率为62 Pa,灵敏度达到0.51nW/WKPa,具有良好的线性度、灵敏度和重复性,适用于于人体内压力测量和口腔义齿压力测量.     

基于HART协议的二线制涡轮流量变送器的开发

以HART协议为通信标准,提出了系统的总体方案设计,通过对HART协议的理解与掌握,详细的给出了基于涡轮流量变送器的软硬件设计;硬件设计部分包括涡轮脉冲采集模块,微处理器模块,HART通信模块和4~20 mA环路电流模块4个模块,其中HART通信模块采用HART调制解调器芯片AD5700实现,4~20 mA环路电流模块采用环路供电专用芯片AD5421实现,二者共同构成了HART协议的物理层接口,文章硬件电路所采用的都是低功耗芯片,用纯硬件的方法解决了HART总线设备的低功耗难点;软件设计部分包括主监控程序、变送计算程序和HART协议通信程序3个程序模块,重点讲述了HART协议的数据链路层和应用层的实现过程;最后文章对涡轮流量变送器的二线制传输功能和HART通信功能进行了测试;测试结果表明,变送器的设计要求基本实现了。     

一种用于冲床的压力测试系统设计

冲床的输出主要依靠设定平衡器来实现,为了克服传统冲床调试过程中主要依赖技术人员进行理论值估算或者经验进行调节平衡器的输出而存在估算误差大的弊端和局限性,为此设计了一种用于冲床调试的高精度压力测试系统方案。系统中自行设计了由轮辐式应变片来构成的压力传感器,该压力传感器的结构设计可有效消除环境温度等对系统的影响,采用STM32F051芯片为核心构成压力测试数据的处理模块。该压力测试系统的压力测试范围为0Kg-2000Kg,阈值可以灵活设定,测试系统的线性度约为1.3%,分辨率为1Kg。该压力测试系统经实际测试表明：具有成本低、性能稳定,抗干扰能力强等优点,可用于各类低速冲床的压力数据采集和处理。     

一种便携式冲击波超压测试系统

针对现在军用和民用对爆破的测量需求,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和ICP传感器的便携式冲击波超压测试系统。测试系统主要以FPGA为主控芯片,采用ICP压电传感器,包含信号放大调理电路,AD转换电路,存储器模块以及工作状态显示电路。系统具有光触发、节点互触发和多节点同步触发等多种触发方式,连续重触发功能,以及多次采集时FLASH分块存储功能。系统上位机是以VC++为开发工具设计的软件,用于对数据进行分析、处理和显示。实验结果表明系统工作可靠,操作简便,能够实现对爆破冲击波超压的测试。     

开放式网络化自动测试系统体系结构研究

构建一个良好的、遵从标准的体系结构是实现网络化自动测试系统开放性的关键;文章首先通过分析网络化自动测试系统硬件的基本结构模式,建立了基于C/S和B/S混合结构模式的网络化自动测试系统硬件模型;以国际标准为基础,建立了开放式网络化自动测试系统的软件体系结构,从框架模型、功能模型、计算模型多个视角对网络化自动测试系统的软件体系结构进行了建模分析,达到了描述软件体系结构的目的,为网络化自动测试系统的软件开发奠定了坚实的理论基础。 