微电流放大器在物理实验中的应用

为用集成运算放大器LM324制作的微电流放大器电路图．集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它不仅能够放大交流信号，而且能够放大缓慢变化的信号或直流信号．图1中ICI(1／4LM324)为信号放大部分，采用差动输入，外部输出调零．     

0—100A高稳定度超导磁体电源

迄今为止国内生产的超导磁体电源大都采用六十年代的电子线路和分立器件,其励磁电流的升降还都沿用伺服马达的电路,因此整个电源结构繁复、体积庞大、调场速度由马达控制。我们参照文献[1-3]设计和研制了一个电路简单、调场方便的高稳定性超导磁体电源,设计和达到的性能指标如下:进线220V单相供电;电流可调范围0—100A;输出电压0—4V;功率管风扇冷却;电流调整率(?)3.3×10~(-5)(外电源220V±22V);电流     

基于零磁通电流传感的自动电阻电桥设计

因商用直流电流比较仪(DCC)精度高、结构复杂、成本高昂,基于商用零磁通电流传感器基础上研制了一套直流比较仪自动电阻电桥,以降低成本、满足电阻测量精度要求较低应用场合的需求。围绕零磁通电流传感器的原、副边线圈安匝平衡机制下,其原、副边电流比例一定的特点,设计了自动电阻电桥电路。采用基于DSP的嵌入式数字电路实现系统控制和算法,使用自制且经过校准的24位AD采集电路读取电桥中电阻两端的压差信号,经实时处理及屏幕显示,最终得到被测电阻(Rx)和标准电阻值(Rs)的比例值。采用经校准过的标准电阻(Rs)对该电阻电桥100Ω：10Ω和10Ω：1Ω的比例进行校准,实验结果表明：该电阻电桥测量的比例准确度可达10-6 量级,测量的相对标准差为10-6 ~10-7 量级。     

一种高稳定的半导体二极管激光稳频方法

研究了一种高稳定的半导体激光二极管稳流与恒温控制电路 ,以及锁定于铷原子D2 线的稳频实验方法。使用该电路 ,半导体激光管的注入电流与工作温度稳定度可达 10 -5;锁定于原子谱线后 ,半导体二极管激光的频率稳定度在平均采样时间 10S内可达 10 -9。     

中红外量子级联激光气体检测系统

为了满足基于室温连续量子级联激光器(QCL)的中红外气体检测系统的需求,研制了板级量子级联激光器的驱动电路以及谐波锁相放大电路。通过信号发生电路产生高精度的直流偏置信号、低频锯齿波扫描信号和高频正弦波调制信号,控制激光器的工作电流,进而扫描/调制激光器的输出波长;为了探测痕量气体吸收光谱的二次谐波信号,并获得较高的信噪比,研制了锁相放大电路,主要包括倍频电路、正交转换电路和数据转换电路;为了提高系统的稳定性和可靠性,研制了高稳定性的线性供电电路以及保护电路.采用中科院半导体所研制的波长为4.76μm的QCL作为光源,开展了电学系统的功能验证实验以及气体检测实验.实验结果表明:QCL驱动电路线性度为0.006 3%,长期电流稳定度为5.0×10~(-5),QCL光强稳定度为5.07×10~(-4);锁相放大器系统具有较高的稳定性和较低的误差,一次谐波的最大误差在2.4%以内,二次谐波的最大误差在5.5%以内.通过动态配气方式开展了低浓度一氧化碳(CO)气体检测实验,在0~100×10~(-6)范围内,二次谐波信号的幅值与CO气体浓度具有较高的线性度(拟合优度0.99),表明所研制的电学系统具有良好的稳定性和可靠性,为中红外CO气体的检测提供了安全可靠的保障.     

����IGBT��SUNISTŷķ����Դϵͳ

为充分利用SUNIST球形托卡马克欧姆场的双向磁通,延长等离子体电流平顶时间,对欧姆场的电源系统进行了改造。提出了一种基于多个IGBT并联大电流低频开关的H桥双向放电电路,研发了该双向放电电路的核心元件——3kV/10kA级的IGBT并联大电流开关。对单相电容准恒流充电电路与三相桥式电容换流充电回路进行了研究,合理地确定了双向放电主回路中两组储能电容器C1和C2的充电系统。经过安装、调试以及初步试验,在欧姆场线圈中得到了从正10kA到负6kA的双向放电电流,等离子体电流波形也有明显改善。     

电流系磁能(固有、相互磁能)建立的真实过程,是一个各个单电流存在着紧密的相互影响的过程。但当我们为了要求出电流系的总磁能时,却往往对其真实过程不管而认为一电流先增长到稳定值,然后保持不变,再增长另一电流,并由此来计算相互磁能。依循这一显然不与真实过程一致的过程

答:为了阐明这一矛盾的关键,让我们逐步的由单电流的磁能建立分析起,最后分析到电流系的磁能:1.单电流固有磁能的建立当固定电路中通过直流电时,电源的能量将全部的转化为由电路中放出的楞次-焦尔热。但当电路中电流发生变化时,由于电路中出现自感电动势,电源能量除去供给楞次-焦尔热的消耗外,还将有其他方面的消耗,当电路接通的一瞬间,根据基尔霍夫第二定律,我们有:     

基于电流传输器的蔡氏混沌电路的设计和实现

针对传统的蔡氏混沌电路中的信号频率受限和电流信号波形不易测量的缺点,提出了用电流传输器实现的蔡氏电路.采用电流传输器实现了有源仿真电感和蔡氏分段线性电阻,使电路的性能更加稳定、工作频率提高.同时,不需要任何附加电路,就可以非常容易地测量和观察电路中的电流波形以及与电流有关的相图.对电路进行了设计、计算机仿真、硬件实现和实验测试.测试结果与计算机仿真结果一致,证明了电路的正确性和设计的有效性.本电路适用于保密通信.     

超导磁体低温液位监测单元的设计与实现

介绍了一种应用于超导磁体的低温液位监测单元的设计与实现.设计了压控电流源电路和电压-频率转换电路用于液氦的液位测量,并设计了电容-频率转换电路用于液氮的液位测量;设计了以STM32微控制器为核心的数字电路,用于压控电流源的控制、频率信号的处理和液位监测数据的数字化显示;同时通过CAN总线把液位的监测数据自动发送至上位机,完成液位监测单元的远程控制.测试结果证明了该设计的可行性.     

干涉测量用半导体激光器驱动电源

设计了一种可调制的高稳定度半导体激光器驱动电路。该电路的直流稳定度高达1.5×10-5，输出电流在0～200mA内连续可调，长时间工作（12h以上）电流变化小于1μA；在直流基础上注入100kHz～300kHz的调制电流，其调制深度为0～100mA连续可调，可实现在激光干涉测量中对光波频率和光波强度的调制。将该电路驱动的光栅外腔半导体激光器和辅助温度控制电路应用于光干涉测量技术中，得到了功率稳定、波长单一的激光输出，解决了激光器的跳模现象，完成了对远距离微小振动（纳米量级）的测量。     

线阵CCD测径装置的设计

介绍线阵CCD测径装置的基本原理、硬件构成和软件设计。该装置结构简单、测量精度高，可对线材直径进行非接触、自动在线检测，其硬件部分采用新型8751单片机作为主机，软件使用汇编语言。线径测量范围为φ2—50mm，测量精度优于0．01mm。     

涂覆型雷达隐身实验室研究方法

阐述了涂覆型雷达隐身的基本原理. 使用基于测量线的波导测量装置测出开路和短路阻抗,可以推算出电容率和磁导率. Fe-Si纳米晶隐身涂层的实验结果表明:厚度为1.2 mm的涂层对微波有较小的反射率和较宽的带宽.     

Research on photoelectric current measuring circuit for analyzing the energy characteristics of 157nm excimer laser

A simple and effective photoelectric current measuring circuit is introduced, which is used to analyze the energy characteristics of the 157 nm excimer laser. Comparisons are carried out for different grounding position, different distance between the electrodes and measuring apparatus. In addition, the circuit is used to detect the energy characteristics of the 157 nm excimer laser. The experimental results are useful for the actual photoelectric effect measuring work.     

改进电热法测定比热容实验的研究

改进电热法测量比热容方法中使用的物理公式,使实验电路更为精简。在以往比热容测定仪器的基础上进行改良,制作出新的比热容测定装置,并通过实验验证该装置测定物质比热容所能达到的精确度。对实验的数据处理方法进行改进,并验证其精度。     

神经网络模型在LED便携式近红外整粒小麦成分测量仪上的建立

采用三层反向传播人工神经网络,在LED便携式近红外整粒小麦成分测量仪上,建立了测定整粒小麦中粗蛋白含量的定量分析模型。给出了LED便携式近红外整粒小麦成分测量仪的结构框图、光路结构图及所采集的整粒小麦样品光谱图。简介了人工神经网络的原理并给出了建模的结果。用人工神经网络建立模型,得到校准集和预测集的相关系数分别为0.90和0.96,相对标准偏差分别为3.77%和4.46%。在所使用的有限个分立波长的测定仪上,由于仪器光路、电路及整粒样品状态的影响,存在着一定的非线性。采用人工神经网络建立的模型,其结果优于线性模型的结果。     

多坐标激光干涉仪用于纳米定位系统中的研究

提出了应用激光干涉量度（LM）系列多坐标激光干涉仪在纳米定位系统中进行同步定位检测，具有尺寸小，重量轻，光源与测量头分离的特点，完全消除了由于光源的震动，发热等因素对纳米定位系统的影响；它的测量分辨率高，测量范围大及本身带有智能分析环节，在IC（Integrated circuit)制造装备及微机械，生物芯片制造装备等方面的应用中，满足大空间范围和超高精度定位的要求，并且可以通过分布式CPU控制方式实现多坐标高速，同步实时定位。     

多坐标激光干涉仪用于纳米定位系统中的研究

提出了应用激光干涉量度(LM)系列多坐标激光干涉仪在纳米定位系统中进行同步定位检测,具有尺寸小、重量轻、光源与测量头分离的特点,完全消除了由于光源的震动、发热等因素对纳米定位系统的影响;它的测量分辨率高、测量范围大及本身带有智能分析环节,在IC(Integrated circuit)制造装备及微机械、生物芯片制造装备等方面的应用中,满足大空间范围和超高精度定位的要求,并且可以通过分布式CPU控制方式实现多坐标高速、同步实时定位.     

激光干涉法测量弹性模量

从光的干涉原理出发，讨论了金属丝弹性模量的光电测量方法．设计了激光干涉法测量长度微变量的测量装置，并介绍了测量原理，给出了动镜移动方向判别电路．     

Measurement of thermal expansion coefficient of nonuniform temperature specimen

A new technique is developed to measure the longitudinal thermal expansion coefficient of C/C composite material at high temperature. The measuring principle and components of the apparatus are described in detail. The calculation method is derived from the temperature dependence of the thermal expansion coefficient. The apparatus mainly consists of a high temperature environmental chamber, a power circuit of heating, two high-speed pyrometers, and a laser scanning system. A long solid specimen is resistively heated to a steady high-temperature state by a steady electrical current. The temperature profile of the specimen surface is not uniform because of the thermal conduction and radiation. The temperature profile and the total expansion are measured with a high-speed scanning pyrometer and a laser slit scanning measuring system, respectively. The thermal expansion coefficient in a wide temperature range (1000 - 3800 K) of the specimen can therefore be obtained. The perfect consistency between the present and previous results justifies the validity of this technique.     

超稳定TO-8型压力传感器在气体导热系数测定实验中的应用

介绍了TO-8型压力传感器的性能及电源电路.以气体导热系数测定实验为例,用TO-8型压力传感器制成的测压装置代替旋转式麦氏真空计,利用可调针孔式放气阀对真空气压进行连续调节,实现了对测试系统真空度的实时监测.