投稿须知

《仪表技术》是我国仪器仪表领域内的综合性技术刊物,它以电气测量仪器仪表技术为核心内容,全面报道国内外仪表电子的前沿技术,反映计算机技术、通信技术、电子技术等在仪表中的应用,以及仪器仪表在国民经济中的应用。通过发表科学性、实用性和可读性强的文章,传播科技信息,为检测检验计量部门、电子电气设备/电子元件生产企业以及国民经济相关部门提供服务,同时也为科研院所和高校以及广大读者和作者提供服务。

基于BP神经网络的集中供热二次网回水温度预测控制研究

针对集中供热系统二次管网存在的水力失调问题,设计了二次网水力平衡调节及回水温度预测模型,并实施智能控制策略,以实现二次网回水温度的精准控制。首先,构建BP神经网络预测模型,将此模型的输出视为二次网回水温度给定值;其次,在整个系统控制中,实施BP神经网络与PID控制器相结合的策略,进行二次网回水温度的控制。以高邑县某小区换热站数据为基础,通过阶跃响应曲线法建立二次网回水温度控制系统的数学模型,并通过BP-PID控制进行仿真实验。实验结果表明,与传统PID控制器相比,BP-PID控制器具有调节时间短、超调量小的优点,能够快速达到平稳状态。

核电厂安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认

安全级数字化仪控系统中故障缺省值的设置对核电厂安全具有至关重要的作用,但其验证与确认的难点在于具体实施时缺乏明确的细则指导。基于IEEE Std 1012,结合对法规标准、缺省值设计原则及以往项目实施经验的分析,同时考虑到漳州核电一期项目数字化仪控系统平台及设计开发流程的特点,提出了一套针对安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认策略和方法。经过漳州核电一期的实践验证,这套策略和方法能够充分、高效地验证缺省值设计的正确性和完整性,有效缓解了验证与确认过程中缺乏详尽标准、理论及相关成熟经验可借鉴的困境。对于后续核电安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认工作,该策略和方法具有一定的参考价值。

集成式轨道交通系统继电器检测装置研制

随着轨道交通系统的快速发展,日常保障性维护在轨道交通系统中显得尤为重要。继电器测试台作为轨道交通系统日常检测的关键环节,目前的检测规程尚无法全面满足实际检测需求。为了解决继电器测试台的计量检测问题,提出了一种针对轨道交通系统继电器测试台的检测方案,并构建一套现场服务型、移动式、一体化在线继电器测试台检测装置。通过实际测量验证了该检测装置的可行性。测量结果显示,该装置符合轨道交通系统日常维护保障作业的检定要求,并对同类产品具有一定的参考价值和借鉴意义。

直流输电系统用SF_6密度继电器风险分析

具有保护和控制作用的SF_6密度继电器被广泛应用于交直流输电系统,由于交直流输电系统在切断故障原理上存在差异,SF_6密度继电器的非正常动作风险在直流输电系统中明显高于交流输电系统,必须对其气体回路上的带电补气、气体测量等作业进行风险评估。分析了SF_6密度继电器在与外部气路连通瞬间的非正常动作所引起的风险,并加以试验验证;对直流输电系统SF_6绝缘设备的SF_6低压闭锁保护判据提出了改进建议,供业内人士参考。

智能室内停车场定位导航系统设计

如今,各大商场的地下停车场日趋普遍化和复杂化。随着汽车持有量的急剧增长,车主在庞大的地下停车场中泊车寻车成为了难题。为此,提出了一种实现智能导航和停车管理的解决方案。依据室内定位及导航技术的应用需求,利用光敏模块、环形线圈检测及红外循迹技术,对停车场地形进行红外扫描,通过STM32单片机将数据传输到接收端。用户只需按照主控制器返回给终端的信息,即可快速实现点对点的定位服务。这一方案旨在提高人们出行的便捷性,并为加强城市停车规范管理提供可行性方案。

基于Smith模糊PID控制的固体电蓄热供热温控系统研究

固体电蓄热供热的温控系统存在滞后性,导致系统响应缓慢,抗干扰能力和能源利用率大大降低。为了解决这一问题,以某高校的固体储能供热示范工程为基础,提出了采用基于Smith模糊PID控制的方法对温控系统进行控制。实验结果显示,该温控系统的控温精度可达到±0.8℃,调节时间缩短了5 min。分析结果表明,与传统的PID控制方法相比,这种控制方法能够更有效地减小控制过程中的扰动影响,显著缩短调节时间,使系统更快进入稳定状态,有效克服了传统大滞后系统对稳定性的不利影响,温控效果优于传统PID控制。

供热系统二次网单元水力平衡调节的远程监控实现

基于无线传输的方式设计了针对供热系统的二次网在小区单元间水力平衡的远程监控系统。该监控系统由可编程逻辑控制器(PLC)、电动调节阀和传感器等设备完成底层采集监控,通过PLC云网关和4G移动通信系统将二次网数据无线传输至云服务器,采用OPC通信和SQL Server数据库实现云网关服务器和监控系统间的数据传输和存储;在KingSCADA软件和Visual Studio Code软件中分别设计编写本地监控系统和网页远程监控系统,使单元间水力平衡的调节参数可视化。测试结果表明,该监控系统可实现供热系统二次网单元间水力平衡调节的实时远程监控功能,对提高水力平衡调节效率具有现实意义。

中大型停车场车位管理系统的设计与实现

随着现代工业的快速发展,我国汽车行业迅速崛起,但停车难、停车乱以及用户停取车困难和停车场停车效率低下的问题日益凸显。针对当前中大型停车场车位管理系统软硬件协调困难、系统老旧和发展缓慢等问题,提出了一种基于物联网技术及设备的中大型车位管理系统的设计与实现方案。系统采用STM32单片机、树莓派及红外传感器等硬件组件,构建了以ZigBee为网络层的硬件系统,并结合停车场场景实时特性,利用Web系列技术开发了与之适配的操作软件。测试结果表明,该系统能够实现车位检测、车位管理以及用户高效停取车等核心功能,有效提升了停车场的管理效率和用户体验。

基于NGO-GRU的锂电池健康状态估计研究

为提高锂离子电池健康状态(SoH)估计的精度和稳定性,提出了一种基于北方苍鹰优化(NGO)算法优化门控循环单元(GRU)网络的SoH估计模型。从电池充放电电压、温度的历史数据中提取多个健康因子作为模型的输入数据,利用NGO智能寻优GRU网络的隐藏单元数目、学习率和最大训练周期数等超参数;通过优化后的NGO-GRU估计模型构建锂电池健康因子与SoH的映射关系,实现SoH的快速估计;使用NASA数据集验证算法的有效性。对比其他几种模型,结果表明,NGO-GRU估计模型具有更高的估计精度和稳定性。

基于Arduino的智能沙漏控制器设计

设计一款智能沙漏控制系统。以Arduino为系统主处理器,使用多块8×8点阵模块显示沙粒运动轨迹;通过滚触开关实现重力感应,确保沙粒的运动速度可调,以及Android智能手机具备远程控制功能。测试结果表明:智能沙漏能通过重力感应模拟沙粒运动轨迹及速度,具备电子计时及显示功能;能从手机App端远程设置时间和显示图案。该系统运行稳定,满足创意小家电产品的功能需求,具有一定的实用价值。

铷钟的测量不确定度评定

铷钟是计量测试中经常被用到的仪器设备。针对铷钟计量项目多、参数种类不尽相同、测量难度较大等问题,以铯原子频率标准装置测量TR2001铷钟为例,运用直接测量的方法,分析了测量结果的不确定度来源,并给出了不确定度的评定结果,以期对解决铷钟计量过程中出现的诸多难题具有重要意义。

自适应PID在太阳能-新风系统温度控制中的应用

太阳能-新风系统是将太阳能热利用与新风系统相结合,用于室内进行通风换气的新型辅助供暖系统。太阳能-新风系统具有大惯性、滞后、非线性的特点,其数学模型难以精确建立,常规PID控制很难使新风温度保持平稳状态。为解决这一问题,设计了用于太阳能-新风系统的自适应PID控制器,通过在线调整PID控制器的参数来精准控制新风温度,以期为实现太阳能-新风系统温度控制提供另一种思路。

基于涡流原理的电感式角度编码器设计

电感式角度编码器采用无接触工作方式,在工业生产等方面得到广泛应用,目前我国的电感式角度编码器技术水平仍有待进一步提升。设计了一种基于涡流原理的电感式角度编码器,其结构包括定子和转子。通过印制电路板(PCB)工艺,定子部分的激励线圈和接收线圈被印制在同一块PCB上,极大地缩小了编码器的体积;印制在PCB上特定形状的敷铜区域构成转子,不同的敷铜区域形成一个个扇区。针对定子和转子的电磁耦合机理,分析了转子涡流对接收线圈感应电压的影响,并搭建了试验平台进行测试。测试结果表明,该角度编码器展现出了较高的测量精度,具有良好的应用前景和广阔的市场潜力。

基于STM32的锂电池电量状态监测系统设计

提出了一种基于STM32主控和INA226电流电压检测芯片的氢气燃料电池供电的24 V锂电池电量状态(SoC)监测系统。通过INA226芯片采集锂电池的内部数据,监视分流压降和总线电源电压,实现了对锂电池电量状态的精确监测。详细介绍了锂电池电量状态监测系统的总体设计方案,以及STM32主控和INA226监测模块的电路设计和程序设计。通过实验验证,该系统能够有效地监测锂电池的电量状态,为氢气燃料电池供电系统的稳定运行提供了可靠的保障。

基于虚实结合的任务信息引接系统设计与实现

为满足训练的信息化需求,设计了灵活通用的数据协议和虚实结合的信息引接系统。基于中间件的分层设计思路,实现了外部信息接收、对内信息转发、通信协议解析与转换、信息对接联调、数据文件记录、配置管理以及信息流量统计等功能;采用了MVC软件架构模式,选用Visual Studio 2015作为开发工具,以Oracle数据库作为底层支撑,构建了实装信息及虚拟目标信息接收模块、建立数据映射关系模块、读取数据库方案模块、基础通信接收内部航迹模块、数据包发送模块。实际应用效果表明,该系统能够屏蔽外部装备系统、仿真系统和网络协议之间的差异,提供互联互通,适应虚实结合的训练任务,提高保障能力。该系统具有良好的适应性和可扩展性,可以满足信息化条件下系统的应用和发展需要。

电力设备多源信息融合的健康状态监测技术分析与研究

电力设备的监测手段多样,但电力设备健康信息感知源单一,造成电力设备健康评估准确率不高,实用性有待加强。此外,现有在线监测系统不能融合电力设备健康状态、能源计量、用户数据传输及分析,无法实现区域电网内多电力设备动力系统的实时监控、能耗综合统计分析,从而达不到电力设备-用户的最佳用能平衡以及电力设备低碳运行。为此,提出一种基于D-S证据理论的多源信息融合方法,将变压器传感器所收集到的信息生成概率分布函数,弱化电力设备局放产生冲突的评估结果,提高其评估精度;构建一套集电力设备健康状态、能耗综合统计分析和高耗能负载设备特性于一体的电力设备能源管理系统。实用结果表明:多源信息融合方法有利于提升电力运维的精度和快速性;电力设备能源管理系统的应用,实现了电力设备-用户的最佳用能平衡,在电力设备低碳运行与节能降碳方面取得了良好的效果。

基于LabVIEW的电缆测井仪器智能测试系统设计

针对传统测井仪器的测控设备普遍存在的精度低、可靠性差和研发周期长等问题,设计了一套基于LabVIEW的电缆测井仪器智能测试系统。RS-485通信协议将计算和控制功能从电机和电磁阀控制箱转移到计算机上,使测井仪器具备了智能复位、智能液压、推靠收缩探针、往复抽吸等智能化控制功能;并且能对仪器活塞位置,计时、倒计时,探针升降收缩状态图,电机转速、电流XY图,以及抽取流体体积图进行实时显示。实验测试表明,该系统能稳定控制电机和电磁阀,能监控电机的电压、电流和转速,能保存数据信息,同时具有很好的鲁棒性。

基于自主作业的农业机械动态路径规划方法研究

针对无人农场中农机从下田点到初始作业位置以及从终止作业位置到下田点的自主行驶需求,提出了基于自主作业的农业机械动态路径规划方法。该方法将农机行驶路径明确划分为工作路径和非工作路径,并深入阐述了非工作路径中进入路径和退出路径的生成原理。为验证该方法的可行性,选取了4个典型的凸多边形地块进行了实际测试。实验结果表明,所规划的路径完全满足农机自主进入和退出地块的要求,确保了农机在无人农场中的高效、自主作业。

高精度Sigma-Delta调制器设计

近年来,在过采样型模数转换器中,Sigma-Delta模数转换器以其较高的精度成为模数转换器的热点。介绍了一种高精度低功耗的Sigma-Delta调制器设计。使用Matlab工具完成三阶一位量化CIFF结构的系统仿真,在系统级仿真结果的指导下,积分器采用分级结构优化电路结构。积分器电路模块设计采用了全差分式开关电容电路,抑制了谐波失真对输出精度的影响。仿真结果显示:5 S/s挡位时,对应的PVT组合中最低有效位数为17.67 bits;2 kS/s挡位时,对应的PVT组合中最低有效位数为15.89 bits,整个调制器功耗低于3 mW。通过改进调制器整体架构、积分器结构和量化器的设计方法,降低了调制器功耗,提升了调制器精度。