像散法对微位移和微振动的实时测量

提出了一种通过对光学像散量的检测来实现对物体的微位移和微振动进行实时非接触测量的新方法.该方法采用四象限光电探测器测量由于物体相对于光学系统焦点的偏离而引起的像散量,参照已标定的物体位置与像散量之间的关系,可计算出物体的实际位移或振幅.利用这套系统对压电陶瓷片的振动状态进行了测量,得到了振动的振幅及频率.测量结果表明,该系统的测量灵敏度优于17 nm.     

四象限光电检测系统的定位算法研究及改进

在相同硬件条件下,四象限光电检测系统的线性区间和响应灵敏度等会因算法不同而产生差异。首先分析光斑定位的常用算法,通过数值积分和曲线拟合得出具有高斯分布的激光光斑位移量在不同算法下的修正曲线,设计制作了一套精度较高的数字式四象限光电定位系统,并使用该系统验证了理论推导结果。     

刚体微位移非接触式光电检测系统

提出用标定法测量刚体多维微位移，该方法具有结构简单，性能可靠，集成化程度高，工业上易实现和价格便宜等优点。本文采用一个小功率激光器为光源及一种新的ＣＭＯＳ图像传感器为光电传感器件，通过相关分析法和数据拟合等图像处理技术，提高整套系统的精度和分辨率。     

光电密码锁的实验研究

介绍了以红外为信号的光电密码锁的工作原理,并对其各个器件的性能进行了分析.该实验有利于学生掌握光电器件的特性及使用方法,掌握光电密码锁的基本知识.     

微热光电系统原型的设计制造和测试

本文首次描述了一种新颖的微热光电(微TPV)系统原型的设计、加工过程和测试结果。该系统由一个SiC发射极、一个简单的9层绝缘过滤器和一个GaSb光电池环路组成。当H2流率为3.4439 g/h,H2/O2比为1.8时,微TPV 系统能在一个容积为0.091 cm3的微型燃烧室内产生0.562 W的电力输出。相应的开路电压和短路电流分别为1.14 V和0.65 A。该项工作使得我们在不久的将来用微TPV系统代替电池作为微机械装置的动力源成为可能。     

四象限光电探测器实验装置的研究与应用

基于四象限光电探测器光斑中心定位理论,研制了用于学生实验的四象限光电探测器综合实验仪.该实验装置采用硬件和软件两种光电定向方式,能够实现简单、直观、快速、准确的定位跟踪目标.     

微振动对空间光电载荷成像影响分析与验证

基于最小二乘法,利用面积加权的平均运动推导出了光学元件的表面平均刚体运动方程。基于微振动进行了光学系统调制传递函数(MTF)的影响分析,计算了相应的像移量及对应的系统光轴偏转角。利用刚体运动方程对频率响应分析数据进行了处理。根据系统光轴偏转角要求反推了光电载荷安装面的微振动量级要求。通过定频微振动实验实时测试了系统MTF。结果表明,分析结果与测试数据的误差均在20%以内,满足工程应用的要求,并验证了该计算方法的正确性。     

锁相检测式二维小角度测量装置

介绍了一种新型的二维小角度检测装置。由于该装置采用了光电自准直结构,以高灵敏度的四象限硅光电探测器作为检测元件,采用交流调制,锁相放大的方法对信号进行了处理,所以有效地消除了直流漂移的影响,提高了稳定性和测试精度。分析了光斑的形状和大小对测试结果的影响,研制了专门的标定装置。首先由高精度的光电自准直仪标定测量角度与输出信号的关系,并将相关数据存入单片机,然后由软件拟合出关系曲线。测量时,既可自动显示角度的大小,同时也可以与计算机相连。该测试系统结构小巧,具有较高的测量精度。     

分置式斯特林制冷机微振动输出检测方法

目前行业内没有标准的制冷机微振动检测方法,为了微振动测量的准确性,通过对斯特林制冷机微振动输出机理及检测方法的研究,对微振动输出的检测装置及检测系统进行了设计,对制冷机本身微振动输出检测方法进行试验研究。为制冷机微振动的抑制提供基础支撑,从而优化分置式斯特林制冷机的整机设计。     

在线转子振动参数的光电检测

为了测量在线转子的振动信息,以半导体激光器为光源,以PSD(position sensitive detector)为探测器,基于光电三角测量法,建立了一套包括软、硬件在内的激光测振系统。通过对该系统的标定实验表明,实际位移与所测得的位移呈线性关系。在数据处理中,对所得到的复杂时域振动信号进行了离散傅里叶变换(DFT),从而在频率域获得了转子的振动频率和振幅信息。通过采用多线程高级编程技术,解决了数据处理时间、图像及数据显示、存储时间之间的冲突,实现了在线测量。经测试表明,该测振系统的测量频率分辨率可达到0.6Hz,振幅不确定度小于±10μm。     

方位远探测声波测井仪数据采集控制软件设计*

方位远探测声波测井技术在近年来得到了快速发展,数据采集控制软件是测井仪器系统的重要功能模块,其主要功能是完成地面采集控制平台与井下仪器的实时命令控制与数据传输。方位远探测声波测井仪数据采集控制软件模块以仪器库的形式挂接到成像测井系统,软件主要由仪器初始化、数据采集、数据分析及处理、仪器参数设置、下发命令封装、文件操作、实时波形绘图显示、实时波形处理、数据回放、帮助系统等部分组成。在程序设计中采用了多线程编程技术,提高与测井主控平台进行交互的时效性以及程序的响应速度。实验室及现场测试表明,方位远探测声波测井仪数据采集控制软件的总体及各个功能模块运行稳定,能够完成现场应用过程中对仪器的控制、数据读取、数据分析及处理、文件记录以及与现场测井采集控制平台的数据接口等需求,为仪器的进一步功能优化升级和现场应用提供了基础。     

一种超高速数据采集系统设计与实现

设计实现了一种超高速数据采集系统。通过在FPGA(现场可编程门阵列上)采用8个不同相位的时钟进行移相合成采集,采用一颗125MSPS采样率的ADC芯片成功实现了1GSPS采样率的高速采样。同时通过对采样数据进行累加求平均的滤波运算,有效地消除了背景噪声,提高了采样的精度。为了实现大数据量的采集,采用了DDR2作为存储器,其具有容量大,速度快,成本低的特点。FPGA采用Xilinx的Spartan6系列,内置了DDR2接口控制器,大大简化了设计。设计的高速数据采集系统在ISE软件中进行了综合,并在FPGA板上进行了实测,性能良好,实现了系统需求的各个指标。     

微剪切应力传感器的加工工艺

提出了一种感测单元不直接接触流场的微剪切应力传感器结构,详细阐述了其感测单元MEMS制作工艺。采用热氧化硅掩膜方法解决了硅深刻蚀的选择比问题;优化后的硅深刻蚀工艺参数：刻蚀功率1600 W、低频(LF)功率100 W,SF6流量360 cm3/min,C4F8流量300 cm3/min,O2流量300 cm3/min。采用Cr/Au掩膜,30 ℃恒温低浓度HF溶液解决了玻璃浅槽腐蚀深度控制问题;喷淋腐蚀和基片旋转等措施提高了玻璃浅槽腐蚀表面质量。采用上述MEMS工艺制作了微剪切应力传感器样品,样品测试结果表明：弹性悬梁长度和宽度误差均在2 m以内、玻璃浅槽深度误差在0.03 m以内、静态电容误差在0.2 pF以内,满足了设计要求。     

近红外探测器数据采集系统的设计

根据高精度近红外数据采集系统的要求,设计了 3 套数据采集系统.前两套数据采集系统是针对不同的近红外探测器的特性而设计的,能满足近红外数据采集的高精度要求.最后一套数据采集系统采用直接电流模数转换的方法,不仅简化了采集系统的电路结构,也可以为近红外光谱测量系统的设计提供参考.为近红外探测器数据采集系统提供了 3 种不同的设计方案,并搭建了模块进行了测试分析,在实践中得出了各种电路的优缺点和应用环境,对工程人员具有一定的参考价值.     

一种遥测数据实时采集压缩系统的实现

This paper introduces a design of variable-speed large-capacity telemetry data acquisition scheme. By using a lossless compression algorithm to improve the compression ratio、the plurality of data compression、decompression speed and compression performance of the algorithm complexity, etc. It presented a data compression core algorithm of LZW (Lempel-Ziv-Welch) and simulated the results of its execution speed and compression algorithms through software. Using master chip FPGA it completed the high-precision data acquisition compression and acquiried the systems overall compression test. After a lot ofStests,it showed thatSthe schemeScompleted a six-way real-time acquisition and compression speed varying parameters, the compression ratio is above 1.8:1 and the indicators meet the design requirements.     

激光二极管自混合干涉和微振动的实验观测

介绍了利用LabView软件虚拟示波器和信号源,对激光二极管自混合干涉和微振动进行的实验观测.该实验可以作为本科低年级学生的综合设计实验.     

振动线数据采集和数据处理方案设计与验证

振动线理论提供了一种高精度准直方法,将振动线理论应用于共架磁铁准直,可大大提高共架磁铁间的准直精度。介绍了应用振动线准直共架磁铁的实施方案,从总体方案出发,以振动线理论为依据提出了一种振动线系统数据采集和数据处理设计方案,并对传感器工作点对准、导线电流测量、数据采集设备选取、磁感应强度计算、磁场中心计算等关键问题进行分析,给出了解决方案。最后通过实验验证了方案的可行性以及系统的测量精度。     

激光多普勒微振动信号的直接强度解调

在传统的激光多普勒测振方法中,频移信号的检测通常需要具有比较复杂的频率或相位解调系统。从激光多普勒频移和干涉理论出发,提出了一种测量振幅小于纳米量级的方法———直接强度解调法。分析了直接强度解调法的适用范围。实验中利用了迈克尔逊干涉仪结构,采用了直接强度解调的方法。对振幅约为1nm的振动信号来说,其信噪比为23dB。     

HL-2M 装置时序控制与数据采集系统设计

基于 FPGA 和 IEEE1588PTPv2 协议设计了 HL-2M 装置时序控制系统,用于在精准时刻为测控系统 提供触发。数据采集系统采用客户端/服务端双模式管理。在 HL-2M 装置初始等离子体放电实验中测试结果表明, 时序控制和采集系统具有纳秒级精度触发,实时性强,数据传输速度快,稳定可靠,方便部署和管理的特点,满 足 HL-2M 等离子体放电实验的应用需求。     

基于X86系统的便携式数据采集系统设计

为了提高在野外环境下使用的数据采集系统的便携性和可靠性,文中提出了基于X86系统的设计方案,并结合系统功能特点确定了总体设计框架,简要介绍了数据采集模块、激励源模块、GPS模块、触发模块、结构设计、软件设计等多个模块的设计思路。设计人员开发研制了相关产品,并通过了多发战斗部冲击波超压、破片速度等参数的测试验证,该数据采集系统和过去同类型产品相比,使用更加便携,抗振性、防尘性、可靠性等指标更高,满足在战斗部爆炸类试验野外长时间条件下使用的特殊需求。