高精度石英加速度计自适应采集系统设计

为了保证高精度石英加速度计输出精度,采用将加速度计输出分段的方式设计了一个高精度数据采集电路;首先,通过切换采样电阻对不同输出段信号进行采样;其次,设计了低通滤波器进行滤波;然后,进行了包括跨阻放大、低通滤波器、电源的详细电路设计以及关键元器件的选择;最后,进行仿真实验验证;结果显示该方法既充分利用A/D芯片的量程,保证精度,又能满足宽量程要求;采集电路最低精度在±8×10-5g以内,最高精度在±10-5g以内,满足高精度惯性导航的需要。     

基于柔性测试技术的高精度水下声学采集与发射系统设计

水下声学采集与发射在水声测试系统中起着举足轻重的作用,以往的测试设备往往只针对水下水声信号的原始数据采集,而在岸基与水下系统的授时、定时以及同步性上缺乏可靠的技术手段予以保证,同时也存在测试功能针对性强、扩展性差等缺点;文章提出了基于柔性测试的高精度水下声学采集与发射技术,阐述了其基本的测试原理、关键技术实现以及软硬件实现方法,完成了岸基与水下测试系统授时误差小于200 ns,定时同步误差小于100 ns,最大6通道,每通道采样不小于200 KS/s的水听器采集且同步2通道换能器任意波形输出的硬件功能,软件上实现了任务列表自动解析、基于岸基时间服务器的自动数据采集与发射功能,具有精度高、功能全面、智能化程序高等特点。     

高精度棱镜的快速抛光技术

本文以加工斯米特屋脊棱镜（ △９０°＝ ±５″） 为例，阐述了实现对高精度棱镜快速抛光的意义；介绍了高精度棱镜快速抛光技术的构成及其所应具备的保证条件     

基于STM32的恒温水浴温度检测与控制系统设计

针对石油产品运动粘度检测中恒温水浴温度的测量与控制,提出了一种基于PT100测温和高精度控温的系统,搭建了系统的硬件电路和设计了系统软件,并进行了实验验证。本设计采用STM32F407作为主控处理器,PT100传感器测量温度,三线制调理电路消除测量误差,24位A/D芯片进行A/D转换,12864液晶进行实时显示,并具有语音功能。测温部分采用查表与分段数学建模相结合的方法,能够计算得出较精确的温度值,由于在化工领域的温度控制中,被控对象具有纯滞后的特点,系统中控温部分采用PID算法和Smith预估算法相结合进行控制。实验表明,该系统温度测量精度可在0℃~100℃范围内达到±0.1℃,控制精度绝对误差不超过0.1℃,能够达到设计要求。结合了Smith预估的PID算法动态响应迅速,超调量小,稳定性好,明显优于普通的PID算法。     

微小型救援机械手控制系统设计

通过研究分析微小型救援机械手的工作原理和救援要求,设计了微小型救援机械手的控制系统;基于PC机为上位机、ATmega16单片机为下位机,设计了控制系统硬件电路,利用无线传输模块进行指令传输、图像信息和关节角度反馈;采用模糊PID控制算法对输出信号进行处理,使关节运动平滑稳定,同时提高了电机转角精度,降低了系统误差,提高救援效率;基于VC++语言,开发了上位机机械手控制界面,并能够通过上位机界面遥控操作机械手动作;仿真实验表明,该系统响应速度t＜1 s、稳态误差δ≤0.4°,有良好的动态性能。     

基于形变测试的分体式恒温试验箱的设计

为双金属片形变测试系统提供可靠的测量环境,设计了基于Labview和PLC的恒温试验箱。该试验箱采用分体式结构来减少振动对测试的影响,其控制系统基于模糊PID控温技术、变频调风速技术以改善测试区温度过冲现象,降低温度的波动性,提高温度均匀性。实验表明:该试验箱操作简单、稳定可靠,在稳定阶段其温度波动性≤±0.1℃,温度均匀性≤±0.5℃,且升降温速度、测试区振动等各项指标均满足形变测试系统的工作要求。     

基于CPLD的自适应高精度时统模块设计

通过分析影响时统模块自守时精度的因素,给出传统时统模块自守时精度低的原因,提出了基于CPLD的自适应高精度时统模块的硬件设计和CPLD逻辑设计方法;通过仿真及实际测试结果表明,基于CPLD的自适应高精度时统模块的自守时时钟与参考时钟的误差每小时小于3.6 ms,并且根据自守时精度的数学模型,通过提高晶振的频率可以提高模块的自守时精度。     

高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计

为了实现快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素的含量,现对高精度臭灵丹微量元素检测系统进行设计。使用当前方法检测臭灵丹时,无法在保证微量元素活性的条件下提取微量元素。为此,提出一种基于Taguchi的高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计方法。该方法使用日本理学ZSX100型X射线荧光光谱仪采集臭灵丹微量元素光谱,确定微量元素种类,利用超临界萃取技术中的两大技术超临界流体萃取技术和超临界固体萃取技术萃取出臭灵丹中的微量元素,再经过超滤分离法中直线段、曲线段、水平段三个阶段分离出萃取液中微量元素,以ICP-MS法计算出微量元素的含量,达到对臭灵丹中微量元素含量的高精度检测。实验仿真证明,所提方法可以快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素。     

基于PXI总线的24通道高精度铂热电阻模拟板设计

针对市场上现有模拟铂热电阻的不足,使用数字电位器和精密电阻设计了一款基于PXI总线的24通道高精度铂热电阻模拟板——PXI5440;依据误差传递原理对设计进行了误差分析,结果表明:更换精密电阻可调整铂热电阻输出范围,但不影响其输出精度;输出电阻越大,数字电位器步长对输出电阻精度的影响将减小,输出电阻的绝对误差将减小;同时,给出了软件驱动函数算法,实际测量结果,证明了设计思路的正确性,理论的正确性;本产品同市场上现有产品相比,其具有价格低、通道个数多及精度高等优点。     

基于FSM的高精度光电复合轴跟踪系统研究

为解决大惯量光电跟踪器对高速机动目标的角秒级跟踪问题,设计了以快速控制反射镜作为精级,大惯量跟踪架作为粗级的双探测器型光电复合轴跟踪系统,并对快速控制反射镜和复合轴系统所涉及关键技术进行了分析。通过某模拟航路半实物跟踪试验不超过70μrad的跟踪误差,验证了系统设计的有效性。     

TDOA高精度短波定位系统研究与设计

为了解决现有短波无线电监测定位系统中存在接收机系统复杂、定位精度不高的问题,设计了一种基于TDOA高精度短波定位系统;该系统采用软件无线电设计架构,射频前端采用直接带通采样,通过FPGA和CPU进行基带IQ数据提取和传输,采用TDOA和粒子算法对位置干扰源进行估计和定位;并且采用了GPS和PLL相结合时钟方案,以及VPN的数据传输通道;给出了短波定位系统的框图,分析了系统子模块和工作原理;采用该系统对已知的短波信号进行定位,实验结果证明优于传统的定位手段;说明该系统具有使用方便、布站灵活和定位精度高的特点。     

基于GPS和短波的高精度时钟系统研究与设计

介绍了全球定位系统GPS、短波授时技术;在对高稳恒温晶振及其频率特性进行分析的基础上,设计了一种基于GPS卫星、短波无线电授时的高精度时钟系统;系统通过利用GPS接收处理模块、短波授时接收模块得到的秒脉冲信号、时间信息,经过信号检测,时延修正处理、性能优选,脉冲数量统计、脉冲滤波与卡尔曼算法处理、PWM脉冲调压控制,实现对高稳恒温晶振频率的校准,获得一个短期及长期频率准确度都比较优良的时间频率标准,同时利用校频后恒温晶振分频出的1 pps信号对RTC时间芯片进行校准,对外输出高精度时间信息;对恒温晶振校频系统的基本工作原理及关键技术进行了详细说明,试验结果表明,在时间不长于1 h内,频率准确度优于0.9*10-9;该系统实用方便,达到了将恒温晶振校准到较高指标的目的。     

一种恒温箱温度控制系统的设计与实现

设计了一种以单片机STC89C52为核心的恒温箱温度控制系统,通过简单的人机交互界面,用户可以自由输入所需要的恒温箱的温度范围;重点阐述了系统的硬件构成、各部分的主要作用及系统软件的设计过程,通过DS18B20数字温度传感器可以准确地测量当前的实时温度,并将采集的温度值送给单片机进行处理;系统的测温范围设定在22～80 ℃,性能测试结果表明:该系统可以实现测温精度优于±0.05 ℃的控制要求,具有±0.01 ℃的分辨率,并且可以实现多点测温,具有很强的抗干扰性;实际应用表明, 该系统具有结构简单、控制精度高、可靠性好、性能稳定及通用性强等优点, 具有广泛的应用前景。     

基于CPLD高精度恒流源技术的呼吸体积描记系统的设计

利用呼吸感应体积描记(RIP)技术测量呼吸参数已得到了越来越广泛的认可,针对人体呼吸运动引起传感线圈的电感量变化非常小(小于几百nH),一般系统难以保证精确性和适用性问题;硬件设计采用了高精度恒流源,锁相放大和自动增益控制放大电路,并详细分析了各部分电路的特性,包括在平静呼吸和用力呼吸模式下分别对14位测试者测量潮气量和呼吸频率,并且与德国耶格公司的肺功能仪所测量的结果对比;实验证明RIP系统在这两种模式下测量潮气量和呼吸频率等呼吸参数与速度描记仪存在显著的正相关关系,说明该系统工作良好、测量精确,操作简单、便于携带和低功耗,未来可以在临床上推广应用于长时间动态的呼吸监测。     

基于C8051F120的TEC温度控制系统

文章以C8051F120为核心,采用高精度的PT100温度传感器作为测温元件,在PID温度控制算法的基础上利用第三代制冷技术——半导体制冷设计了一种小型自动控温系统。可以将温度控制在3℃以下,控温精度可达±0.5℃。     

基于XR234Q电子鼻和嵌入式ARM7的农田精准灌溉系统设计

为解决农田灌溉过程中不能根据土壤墒情进行水量控制,水量浪费严重的难题。设计并实现了基于XR234Q电子鼻和ARM7的农田精准灌溉系统。采用墒情探头电子鼻模块采集土壤墒情信息,提取并且隔离干扰信息,建立墒情等级判断模型,利用最小二乘法对用水量进行拟合,控制灌溉出水量,配合ZIGBEE网络实现信息远程传递,在满足水量需求的情况下最大程度的节约了灌溉用水。实验表明,所提出的系统具备墒情自主判断和用水量计算能力,能够快速、准确的完成农田灌溉任务,相比于传统系统,本文系统土壤熵情检测误差率在5%以内,节水能力提高35%,应用前景广阔。     

精密离心机测控与加速度计标校自动化系统设计

惯导加速度计在精密离心机上的标校应用试验,涉及精密离心机动态半径和静态半径的精密测量、转速的精确测控以及被校加速度计信号的正确采集与实时传输等操作,需严格控制各类测控仪器的动作时序逻辑实现精密离心机精密测控与加速度计标校应用试验的自动化操作。介绍一种精密离心机测控与加速度计标校应用试验自动化系统设计,硬件上基于LAN总线组网集成精密离心机各类测控仪器,构建分布式测控系统,并应用外部光栅编码器脉冲信号作为触发信号控制测控仪器的硬件时序同步逻辑;软件上应用共享变量技术实现各类测控参数的有序传输,针对动态波形类大数据测试信号的共享变量传输可靠性差问题,提出一种基于文件动态拷贝的网络数据传输方案,设计严格的共享变量传输逻辑机制,实现了各类测控参数正确有序采集与传输。应用试验表明,设计的精密测控与加速度标校应用试验自动化系统满足加速度计在精密离心机上的标校自动化需求,显著提高了加速度计标校应用试验效率。     

A High Precision Thermostat for the Isotopic Analysis of Water by the Falling Drop Method

An a.c. bridge thermostat, using two thermistors mounted in two opposite arms as temperature sensing elements, is described. The unbalanced bridge voltage is rectified, after a previous amplification, by a phase sensitive detector, and it is applied to the input of the final stage which controls the heater. The thermostat can be used to maintain the temperature of a liquid bath with a 0.0005°C precision and can be easily reset to different temperatures in the operational range of the thermistors.     

紫外臭氧廓线探测仪快视系统的设计与实现

为了实现紫外臭氧廓线探测仪图像数据的实时处理,并为其装调和自动定标提供必要的功能支持,实现了臭氧廓线探测仪快视系统。该系统分析了臭氧廓线探测仪图像数据下传原理和自动定标的工作流程,设计了相互协调的三线程的工作方式,保证系统流畅运行;采用命名管道通讯机制实现自动定标功能。实验结果表明：该系统实时完成2个波段的数据解析、图像显示和辅助线绘制等功能,实验过程中系统运行流畅,无丢包现象,叠加线可提供像素级的对准精度;以50ms的积分时间进行自动定标,定标速度可达每分钟39个波段,三倍于两个熟练配合测试人员的定标效率。