基于Modbus/TCP的电容式扭矩传感器数据采集系统设计

扭矩传感器通常安装于机械设备的旋转关节处,用于扭矩的测量。电容式扭矩传感器需要配备专门的数据采集系统才能使用,且数据采集系统的性能直接影响传感器的精确测量。针对实验室自主研制的电容式扭矩传感器的应用需求,设计了一种基于Modbus/TCP协议的数据采集系统。系统以STM32为主控芯片,通过控制电容数字转换芯片AD7147实现电容信号采集与转换,然后由W5500以太网芯片将数据上传到自主开发的上位机软件中进行处理、显示与存储。实验测试表明:系统最大测量误差为1.47%,数据输出频率为1000 Hz。

TLJ型土工离心机数据采集系统更新升级

长安大学TLJ-3土工离心机自2004年建成投入使用以来,已经运行18 a,为该系列运行时间最长的土工离心机。由于20世纪初电子设备集成性较低等原因,早期的TLJ型离心机数据采集系统逐渐无法满足现有试验数据的高精度、大数据量吞吐等采集需求。基于无线传输技术消除了电滑环接触电阻变化对数据传输影响的问题,采用光纤集成多个传感器使得传感器小型化,采用非接触式位移场扫描实现地表的全断面监测,基于Open CV图像拼接技术解决了图像畸变的问题。升级改造后的TLJ-3土工离心机已服务于若干研究项目,性能良好。

伪随机广域电磁法自动采集系统关键技术

针对川藏铁路、西南山区等高海拔的勘探,急需一套自动采集电磁勘探系统。本文基于伪随机广域电磁法和自动控制技术,攻克了伪随机多频信号发送与接收相结合的自动控制的难题。首先根据2n伪随机序列信号,生成多频波可控信号源,并推导了伪随机多频波信号的自动采集时间节点控制公式;接着设计了一套自动采集参数结构表和通信控制方法,用于实现在不同设备间的参数交互;最后在伪随机广域电磁法装备上编写自动采集控制核心算法,实现了伪随机广域电磁法自动采集系统。结果表明:通过实验测试,自动采集系统可以得到准确的时间域和频域数据,同时工作时间上节省20%,人力资源上可以节省71%。伪随机广域电磁法的自动采集功能实现了非技术人员介入的数据采集,可降低施工成本,提高勘探效率,尤其是在类似于川藏铁路的勘探中,可由登山队员或当地藏民携带仪器进行数据采集。

基于MicroPython的结构应变采集系统设计

为了解决现有应变数据采集设备测量通道单一以及测量精度低的问题,结合MicroPython语言设计了基于振弦式传感器的应变采集系统。该系统能够同步获取4路应变和温度数据,并对4路应变与温度数据进行组间融合;通过宽度学习系统BLS拟合应变量与温度的线性关系对融合后的应变数据进行温度补偿,提高系统的监测精度,细化系统的场景分析。依托北京宣武门地铁基坑钢梁结构进行实地监测分析,结果表明,相较于实测应变数据和利用小波分解-最小二乘法补偿的应变数据,该系统提出的融合补偿算法得到应变数据的标准差分别降低了31.6%和25.4%,该系统能实时捕获更加准确的应变量,为结构应变高精度感知提供有效途径。

应急标本信息采集系统的构建与应用评价

目的:构建应急标本信息采集系统,评价其在无网络条件下实现重大传染病疫情防控中的标本采集工作的规范性和准确性。方法:采用Sybase Power Builder开发工具,将Microsoft Access作为后台数据库,选取客户端与服务器(C/S)架构模式,以医院实验室信息系统(LIS)或第三方系统为基础,构建能够应对重大传染病大规模标本采样工作的应急标本信息采集系统,对比不同标本信息采样方式的应用效果。结果:应急标本采集系统采集信息的信息录入完整率、正确率及时效性均优于手工方式,差异有统计学意义(x^(2)=89.97、109.83,P<0.05)、(t=146.74,P<0.05),提高了标本采集的效率,减少信息差错率,还可降低交叉感染风险,使重大传染病疫情防控中的标本采集工作更加规范和便捷。结论:应急标本信息采集系统在应对重大传染病大规模采样工作中起到重要作用,能够提升工作效率,保障信息的安全性和准确性。

数据采集系统共模抑制比的测量实验研究

介绍了数据采集系统共模抑制比参数的概念、内涵及定义,并阐述了数据采集系统共模抑制比测量中的5个问题:1)共模干扰的非线性问题;2)共模干扰表现形式的多样性,即直流偏移形式,交流波动形式,噪声水平变化形式;3)本底噪声影响的测量及剔除方式,即方差(能量)相减方式,有效值差方式,绝对值均值差方式;4)共模信号端接方式的影响;5)直流共模抑制比和交流共模抑制比的差异。以一个典型数据采集系统上的实验结果,阐述了上述不同条件变化对共模抑制比测量结果的影响,给出了数据采集系统共模抑制比测量的技术建议。

数据采集系统实验教学设计与实践

“电气测量技术”课程传统实验教学在一定程度上忽视了培养学生分析、解决问题的能力。因此,以“数据采集系统”为项目主题,设计了驱动问题、学习目标以及评价方案;在项目实施中,应用开源软件和硬件搭建项目“脚手架”,融入设计思维理念,从而构建了基于项目式学习与设计思维的实验教学模式。实践结果表明:该教学模式有助于激发学生对课程实验的兴趣以及提升学生的工程实践能力。

嵌入式图像识别信息采集系统探究——以人工智能为导向

随着科技的发展与进步,图像识别技术得到了显著提高,特别是在信息工程、软件工程、机械制造等领域,图像采集技术的应用愈发广泛,为现代工业生产提供了必要的技术支持,因此,对其进行研究具有一定现实意义。本文通过对相关文献的查阅,对图像在特定分辨率背景下识别效率较低这一问题进行了深入研究。在人工智能技术支持下,进行了嵌入式图像识别信息采集系统的优化设计,并对其效果进行了验证。最终发现:本文所研究的基于人工智能的嵌入式图像识别信息采集系统在特定分辨率的背景下,与基于C聚类、多重分割法等嵌入式图像识别信息采集系统相比,具有良好的技术表现。

嵌入式单片机的移动网络信息采集系统分析

随着信息化社会的快速演进和物联网技术的广泛应用,嵌入式单片机已成为众多移动网络信息采集系统的核心元件,本研究探讨了嵌入式单片机在移动网络信息采集系统中的关键技术和实际应用。在系统架构方面我们详细介绍了嵌入式单片机、移动网络模块和传感器接口之间的互动与配合,在关键技术部分强调了低功耗设计、数据压缩与传输,以及实时操作系统的重要性,在实际应用中本文列举了工业自动化、农业智能监控和城市智慧应用等领域的案例,突显了嵌入式单片机与移动网络结合的强大潜能。

基于FPGA的磁量热计数据采集系统研制

磁量热计是基于量热法的低温粒子探测器,可实现射线高分辨测量。为解决磁量热信号微弱易受到噪声影响导致信号采集困难的难题,本研究基于现场可编程门阵列(FPGA)研发了一套磁量热计数据采集系统,并对搭建的系统进行测试,成功实现了^(60)Co能谱数据和磁量热信号噪声谱的采集,且能谱展宽与信号放大倍数之间的线性拟合R2达到0.978 1,表明该系统可有效实现信号采集。在离线模式下使用梯形滤波、平顶尖峰滤波、高斯滤波对传统核探测器信号、模拟及实际的磁量热信号分别进行成形效果及能量分辨力优化效果的对比,三者中平顶尖峰滤波性能最优越,可以使高纯锗对^(241)Am源59.54 keV的γ能量分辨力从0.598 keV提高到0.536 keV,验证了数字滤波的必要性,可为磁量热计数字滤波方法选择提供可靠依据。

基于改进小波阈值的数据采集系统降噪研究

在数据采集过程中,噪声和干扰的存在严重影响了数据的准确性。为了获得质量较高的数据,减少噪声的影响,该文提出一种基于遗传算法的小波阈值函数去噪方法,并设计以FPGA为主控的数据采集系统进行了多次实验。实验结果表明,经改进算法处理过的数据信噪比达到了芯片手册中所规定的典型值大小。同时,相比传统的阈值函数去噪方法,将新算法应用于采集到的数据,其信噪比提高了7.0248 dB,均方根误差降低了0.1675,表现出了较好的去噪性能,具有较高的工程应用价值。

基于PXIe硬件的数据采集系统设计与开发

PXIe硬件数据设备采用PCI Express总线技术,具有较好的性能。同时,通过模块化的组合,使得采集系统具有可扩展性。因此,该文采用C#语言,基于PXIe硬件,设计和开发一套数据采集系统。该数据采集系统具有采集通道配置、实时数据采集和历史数据回放3种主要功能。试验结果表明该系统可以方便和高效地采集机械设备运转过程中的相关数据。

基于足底压力采集系统和压力中心的人体稳态判定方法

设计一种可穿戴的无线足底压力采集系统,并提出基于人体足底压力中心(CoP)的人体稳定状态判定方法.首先,使用该系统采集人体站立和行走时稳定和临界失稳状态下的足底压力数据;其次,通过足底压力信息获取人体稳定行走状态下CoP活动轨迹的区域和边界;最后,采集当前时刻的CoP,通过对当前时刻CoP与人体最大稳定CoP的轨迹区域及边界范围进行对比,实现对人体行走过程的稳定状态判定.结果表明,设计的可穿戴式无线足底压力采集系统具有可穿戴性,方便测量人体足底压力数据,实验验证了基于足底压力采集系统和压力中心的人体稳态判定方法有效.

监护仪数据临床采集系统的开发与应用

目的缩短护士监护仪数据采集时长,提高工作效率,确保监护仪数据采集准确性,规范监护仪的使用。方法开发监护仪数据临床采集系统并应用于患者监护仪数据的采集。比较系统应用前后监护仪数据采集时长,监护仪显示时间与北京时间的时差,监护仪数据采集的准确性,以及护士对该系统的满意度。结果监护仪数据临床采集系统应用后,数据采集时长、监护仪显示时间与北京时间的时差显著短于应用前(均P<0.05);监护仪数据临床采集系统准确性为100%;护士对系统的满意度评分为(4.68±0.54)分。结论监护仪数据临床采集系统的应用可缩短监护仪数据采集时长,提高护士工作效率,确保数据采集的准确性,规范监护仪的使用,护士对该系统满意程度较高。

基于磁转速信号的自适应增益采集系统设计

针对线圈式磁传感器随测量转速变化所产生的电动势信号幅值线性变化的问题,为实现此类幅值与周期动态变化信号的无失真采集,设计了一种增益随输入信号幅值水平改变的自适应增益采集系统;本系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,对输入信号幅值进行分析,根据幅值分析结果控制电路增益在-20~80 dB范围内自适应改变,并记录系统当前时刻增益,根据当前增益还原得到输入信号,将增益信号和还原信号同步存储;采集信号经自适应增益后输出信号幅值控制在设定范围内,利于对动态信号中不同幅值区间信号变化细节直接观察;通过幅值在20μV~10 V范围内转速信号输入测试,系统自适应增益后信号幅值控制在了0.1~4 V范围内,实现了对动态转速信号的无失真采集,验证了本自适应增益采集电路的性能,在高动态幅值信号采集领域,具有良好的应用前景。

基于示波器的热电偶响应时间采集系统分析

鉴于数字示波器在热电偶响应时间测试中的广泛应用,以K型热电偶为例,采用校验仪模拟热电偶的输出热电势,实验研究了数字示波器测量热电势误差,分析了基于热电势瞬态变化曲线通过作图法获得热电偶响应时间的误差。结果表明,在0~100℃和0~1000℃范围内,数字示波器测量热电势的绝对值偏差较大,但是重复性和线性良好。在温度阶跃量的50%处(50℃和700℃),热电势瞬态曲线与温度曲线的偏差分别为0.5℃和2.1℃,约为温度阶跃量的1%。因而,基于热电势瞬态变化曲线通过作图法获得热电偶响应时间的方法误差较小,通常约为温度波动产生的误差。

生物信号采集系统结合人工辅助观察评价油茶皂素镇咳作用的量效关系研究

目的建立生物信号采集系统结合人工肉眼辅助观察评价油茶皂素的镇咳作用的量效关系。方法采用生物信号采集系统,利用呼吸波振幅变化率结合人工肉眼辅助观察,评价油茶皂素剂量变化对豚鼠咳嗽次数、咳嗽潜伏期的影响,并经多元线性回归得出油茶皂素镇咳量效关系方程。结果与正常呼吸波比,首次咳嗽波平均振幅变化率为2335%,末次为125%;油茶皂素75、100、175、200 mg/kg等剂量均可明显减少豚鼠咳嗽次数(P<0.05),回归方程为y=54.4576-0.2693x+0.0011x^(2);75,100、125、175、225 mg/kg等剂量均能明显延长豚鼠咳嗽潜伏期(P<0.05),回归方程为y=27.1679-0.4169x+0.0014x^(2)。结论生物信号采集系统结合人工肉眼辅助观察能客观评价油茶皂素镇咳量效关系,实验表明油茶皂素用药剂量与镇咳效应之间呈非线性关系。

自动协调加载控制及数据采集系统的自检技术研究

自动协调加载控制及数据采集系统是用于结构静强度试验载荷施加的重要设备,其准确程度是保证验证试验准确可靠、成功有效的重要因素。通过对加载系统自检技术的研究,分析并梳理出造成系统故障的原因,并设计了系统自检方案,形成了系统级→组件级的逐级排除故障方法,并将该自检方法应用于现场,证明该自检方法的正确性和适应性,能满足系统的自检要求,可以有效保障试验加载质量和安全。

应用中文版REDCap构建慢病随访数据采集系统的实例研究

目的 通过介绍基于中文版REDCap构建的甲状旁腺切除术后患者交互式随访数据采集系统,为今后开展慢病随访研究提供技术方法的参考。方法 采用中文版REDCap设计患者友好型交互式在线随访数据采集系统,并对其应用情况进行评价。结果 自2022年4月投入使用,共完成92例患者的评估,完整应答率为91.30%。每位患者共采集304个变量,包括患者自我报告238个变量,患者的平均响应时间为(19.47±9.37)min。结论 基于中文版REDCap构建在线的随访数据采集系统,具有简单、易上手、部署快捷、患者界面友好、应答率高、数据质量可控、处理高效、后续追踪管理及维护方便等优势,可满足术后随访需要。

基于树莓派的开关量数据采集系统设计与实现

基于树莓派功能强大、接口丰富的特点,利用树莓派的多路GPIO接口,在Qt开发环境中设计并实现了一种可靠性高、实用性强、使用方便的开关量数据采集系统。本文简要介绍了树莓派及其GPIO接口、访问GPIO接口使用的wir-ingPi库等内容,从系统硬件设计原理、接口定义、软件组成结构、数据帧结构以及实现中的关键代码模块等几个方面进行了详细的阐述。