基于TDC-GP22芯片的超声波流量计

鉴于在复杂工业环境噪声干扰的情况下,基于TDC-GP22芯片的流量计首波识别错位而引起测量不准确的问题,阐述了一款基于TDC-GP22芯片的改进型超声波流量计。在研究TDC芯片首波识别判断策略的基础上,提出设置stop屏蔽窗口时间的方法,截取信噪比最优的回波信号进行声波检测,避免了噪声对TDC芯片的干扰,提升了系统的稳定性和可靠性。最后以MSP430F435单片机为核心,结合TDC芯片测时电路和传感器切换电路,完成了流量计硬件设计。实验结果表明:在较强噪声环境中,该流量计测量精度可达1%。

煤矿井下涡轮发电机设计与试验分析

设计了一种用于煤矿井下供电的外转子涡轮发电机。在发电机外径尺寸约束下,通过电磁计算得到了发电机参数和尺寸大小,对发电机进行电磁场仿真,得到发电机在额定转速为2000r/min时的磁通分布和输出电压。制作样机进行实验,实验数据与仿真结果基本相同,证明了所设计外转子发电机模型的合理性。带载20Ω时涡轮发电机在额定转速下输出电压为9.5V、输出功率为13.5W,发电机输出波形稳定,趋于正弦波,可满足了供电要求。

基于时差-脉宽调制法的超声波流量计

论文设计了一款基于时差-脉宽调制法的超声波流量计。鉴于阈值法超声波流量计误识别第一波而引起测量不准确的问题,在研究基于时差法的超声波测量原理的基础上,提出将时差测量转化成脉冲宽度的测量,避免了复杂工业环境中流量计识别超声回波第一波误差问题;在分析检测原理的基础上,以MSP430F435单片机为核心,结合时差-脉宽调制电路和脉宽-电压转换电路,完成了系统硬件设计。实验结果表明:在较强噪声环境中,该流量计测量精度可达1%,达到了工业用仪器仪表0.5级的精度等级。

质子磁场传感器类方形线圈结构参数设计

为提高质子磁场传感器输出信号幅度和信噪比,提出了一种针对质子磁场传感器的类方形电感线圈结构。在传感器腔体内径限定的约束条件下,以感应电动势幅值最大化为目标,对类方型线圈和圆形线圈的结构参数进行优化设计,计算线圈尺寸参数;根据计算结果,利用COMSOL软件建立线圈等效仿真模型,得到线圈内部磁场参数,结合实际制作的线圈电感量,理论计算得出类方形线圈接收的感应信号幅度比圆形线圈高1.59倍;对比实验结果表明类方形线圈感应信号的幅度是圆形线圈的1.43倍,且感应信号的信噪比提高了3.1dB。

用于旋转磁场标准装置的低频双路交流恒流源

为产生稳定的旋转磁场,设计了一种频率、幅值及相位均可控双路交流恒流源。恒流源以STM32单片机为核心,通过信号发生器、增益放大器和恒流源电路设计,使得恒流源输出频率分辨率优于0.1 Hz,相位差分辨率优于0.1°;利用ADS1281对两路输出电流同步采样,并采用参数估计法拟合信号幅度,拟合结果结合PID控制器对电流进行动态调整,实现输出电流的闭环控制,测试结果表明:恒流源在0.1 mA～1 A范围内输出幅值分辨率为0.1 mA,电流输出相对误差优于5‰。