New Measuring Temperature Setup with Optical Probe

Abstract: A new setup of measuring temperature is developed, which the probe is a micro- power consumptive one with CMOS circuit and is driven by optical power. For transmitting the measured signal and optical power signal in a long distance, the fiber technology is applied in this setup.

HIRFL-CSR荧光靶束流剖面测控系统

介绍了在HIRFL-CSR束流诊断系统改造中,基于单片机技术研制开发的荧光靶驱动控制器和视频信号控制器的设计结构及原理。阐述了基于网络控制技术的分布式束流剖面测控系统。

基于时间-数字转换的精密时差测量系统设计

精密时差测量在激光测距、无源时差定位、航空遥控遥测等领域有着广泛的应用。提出时间-数字转换技术的时差测量方法,设计一种基于TDC-GP1的高精度时差测量系统,并介绍测量系统设计方法和软、硬件实现原理。所设计的系统具有配置灵活、可靠性高、功耗低等优点。通过对实际测量数据的分析表明,系统可以实现纳秒级的时间间隔测量。

宽范围微牛顿量级场致发射电推力器设计

针对空间引力波探测任务卫星无拖曳控制对微牛顿量级场发射电推力器的宽、稳、准、快、久指标要求,需突破宽范围可调与分辨率和推力噪声之间的相互限制,从场发射推力产生的原理出发,并利用高精度单摆对模型精度进行标定,建立了基于流量、电压主动调节策略的推力调控模型,结合调控分辨率与响应速度的需求,提出的反馈控制策略使推力器在更宽推力范围内维持低推力噪声水平。最后对研制的推力器样机开展了性能表征,实现了0.86~83.54μN、<0.1μN的推力分辨率、在毫赫兹频段<0.1μN/Hz^(1/2)的推力噪声和定工质流量下<10 ms的推力响应时间。

基于微型反应堆的高可靠测控设备架构设计研究

维持岛屿城市运行需要长期可靠的能源供应,微型反应堆(简称“微堆”)成为能源供应的重要选项之一。由于岛屿微型反应堆测控设备定期维护和更换具有较大难度,对测控设备可靠性提出了较高的要求。为了解决上述问题,本文对测控设备需求进行了分析,提出了一种基于微型反应堆的高可靠测控设备架构设计方案,从功能视角、信息流视角、硬件视角、软件视角、可靠性视角分别进行架构设计,全面描述了设备架构设计过程,作为微堆测控设备设计的一种切实可行的方案。

一种便捷的IFM自动化测试系统

随着微波组件集成度的提高及测试指标的增多,传统手动测试方法的低效率已对其可测试性造成了阻碍,导致了生产效率低下。为提高测试效率,设计了一种基于虚拟仪器开发软件的自动测试系统,并对其在瞬时测频接收机(IFM)自动化测试中的应用进行分析。结果表明:该测试系统具有测试速度快、测试结果准确、测试结果自动保存等优点,可极大地提高组件的测试效率。

基于LabVIEW的微型燃气轮机测控系统设计

鉴于微型燃气轮机在分布式发电方面的重要作用与虚拟仪器的快速发展,为了提高微型燃气轮机数字化测控效率,设计了基于LabVIEW的微型燃气轮机测控系统,并进行了硬件选型和软件开发。在硬件方面,采用高精度的测控仪器与采集设备,提高了测试精度。在软件方面,设计了仪器控制、数据采集与显示、数据存储和报表生成等功能模块,并对采集的信号进行滤波处理,削减了干扰信号的影响。相比于传统的测控系统,该系统可以实现稳定的控制,且界面友好、操作简单、自动化控制程度高。通过对微型燃气轮机启动、点火和升速过程的试验测试,表明了该系统能够满足微型燃气轮机性能测试要求,验证了该系统的可行性。该设计有助于微型燃气轮机的数字化发展。

高性能相位微跃计的关键技术研究

定位、导航和定时服务(PNT)已成为国家重要新型基础设施,相位微跃计是PNT基础设施中的核心设备。它是一种对输入频率信号进行精密调整并输出时间频率信号的设备,目前只有美国、德国、俄罗斯等国家有相关成熟产品。随着高性能原子频标和光频标的发展,现有相位微跃计性能还是停滞于1~2×10^(-13)/s的水平,已经无法满足对高性能原子频标和光频标的调控需求。本文重点对极小分辨率频率调控技术和低噪声信号处理技术等进行研究,实现了频率分辨率优于1×10^(-19)、相位调整分辨率优于0.023 fs、附加频率稳定度优于3×10^(-14)/s的国产高性能相位微跃计。

密贴下穿既有车站微变形控制技术影响规律研究

为研究PBA工法联合微变形控制技术密贴下穿既有车站的施工影响规律,依托北京地铁6号线苹果园站工程,分别建立仅采用PBA工法和PBA工法联合微变形控制技术的有限元分析模型,将两种施工方法引起的既有车站和新建车站变形及应力进行对比分析。其结果表明:仅采用PBA工法时,既有车站轨道结构沉降值在桩柱体系施工完毕超过控制值,并且最终沉降仍然超过控制值近1倍;而采用PBA工法联合微变形控制技术,车站结构和轨道结构最终沉降值分别稳定在-1.53 mm和-1.26 mm,较PBA工法分别减小61%和69%,满足沉降控制要求;微变形控制技术可以减小拱顶及拱肩沉降和拱底隆起,减小初期支护的位移和应力。最后通过对比分析实际监测数据与数值模拟结果,发现两者变形趋势相同,验证了数值模拟的准确性。

智能自诊断多用途钻孔轨迹测量仪的研制

介绍了一种煤矿用Ma级钻孔轨迹测量仪的研制及应用。设计了“ia”等级煤矿用防爆型测量探管,研究了探管的系统组成、电路中核心器件的选择、数据采集存储及数据通信、电源控制管理以及软件编程。探讨了矿用本质安全型“ia”保护等级的电源设计方法及仪器智能自诊断的判断规则。通过室内仪器的测量精度和性能测试,研制的钻孔轨迹测量仪达到了“ia”等级防爆要求。在煤矿井下钻孔实测的结果表明,该仪器钻孔适用性广、测试数据准确度高、操作方便,自诊断功能实用有效。

微小工业企业新污染物环境信息调查及管控探索

通过分析微小工业企业常见的生产物料及探索新污染物信息调查的路径,减少微小工业企业新污染物信息调查工作的成本及提高准确性;通过涉新污染物物料改进、生产过程控制及新污染物末端处理三个方面,探索微小工业企业新污染物管控措施;通过计算微小企业注塑生产过程中的致癌风险和非致癌风险数值,结合判定标准量化分析对操作者的环境健康风险。

简易RCL测量仪的设计与实现

为解决市面上RCL测量仪类型繁多、操作复杂及便携性差等问题,提出一种简易RCL测量仪的设计方案.该方案以C51单片机作为控制器,通过NE555定时器将电阻值、电容值和电感值频率化,再由C51单片机进行频率测量,经过数据处理运算得出被测元件的参数,并显示在LCD1602液晶显示屏上.Proteus软件仿真及实物硬件测试结果表明,采用该方案设计的简易RCL测量仪具有可行性高、测量精度较高、便携与易用性高等优点,能够满足大多数测量场合的需求,具有一定应用价值.

精密液体微流量控制装置及实验验证技术研究

为了解决医学计量中液体微小流量难以控制导致的量值溯源困难的问题,本文研制了一种精密液体微流量控制装置。首先,根据液体流量控制的物理原理和硬件控制方法,实现液体流量的准确控制;然后采用质量法,将(0~1000)mL/h流量范围内的流量示值误差和累积体积误差控制在䥺SymbolqB@0.2%以内,并将其作为标准装置对液体微流量设备开展检定、校准、测试、性能评估等。

M CS-51单片机在红外动态尺寸检测中的应用

从红外动态尺寸检测系统硬件的构成,工作原理,AD574的数据采集、处理和控制等方面,探讨了MCS-51单片机在红外动态检测系统中的应用。提出了红外动态尺寸检测系统的软件设计流程,给出了红外动态尺寸检测系统的应用方法。

软土地区科学装置微振动控制研究

鉴于科学装置对振动要求十分苛刻,且不同装置的控制标准也各有不同,需要进行针对性的振动控制设计。简要介绍了适用于科学装置的振动数据处理方法。根据软土地区环境振动的特点,分析了不同振源对科学装置的影响。采用现场实测和计算分析相结合的微振动控制设计方法,结合上海软土地基科学装置的工程经验,探讨了不同因素对控制标准确定的影响,分析了振动测试对微振动控制设计的重要性。将现场实测与计算分析相结合的方法应用于软土地区工程中,并将分析数据与实测数据进行了比较。结果表明,现场实测与计算分析相结合的微振动控制设计方法可以真实反映振动衰减规律,评估振动水平。

农田耕后地表微地貌自走遥控测量装置设计与试验

针对油菜精量联合直播机作业后,田间作业厢面微地貌形状特征参数测量困难、传统测量方法存在测量效率和误差难以兼顾、现有测量装置操作便捷性不够的问题,设计了一种自走遥控地表微地貌测量装置。该装置主要由行走部件和微地貌测量系统组成,装置可以通过遥控操作到达指定测量区域并通过手机APP控制激光雷达扫描作业高度和扫描作业速度及实时显示测量装置测量状态信息,实现农田耕后地表微地貌特征高效测量。对装置行走部件悬挂避振机构和驱动机构行走驱动力进行了设计和分析,确定了弹簧避振器中圆柱螺旋压缩弹簧参数和驱动机构驱动电机参数;对微地貌测量系统控制单元硬件和软件进行了设计,确定了控制单元硬件电路和软件工作流程;对装置倾斜误差和系统误差进行了分析,消除了装置倾斜误差和系统误差。开展了装置田间测量试验,对地表厢面微地貌特征及畦沟沟型进行了测量,结果表明:相较于传统针板法测量方式,所开发的微地貌测量装置测量油菜直播机作业后的地表微地貌特征,获得的厢面平整度特征参数高度均方根、表面相关长度、畦沟平均沟宽、沟宽稳定性系数、平均沟深和沟深稳定性系数误差分别为4.01%、4.81%、3.70%、1.34%、2.09%和2.89%。研究为油菜精量联合直播机等机具农田作业后厢面地表微地貌特征测量提供参考。

激光切割高精度Z轴调高随动控制系统设计

目的 设计一种基于STM32主控制器芯片与FPGA从控制器芯片的激光切割高精度Z轴调高随动控制系统。方法 介绍该控制系统的工作原理、硬件设计、软件设计以及微电容测量电路的仿真实验。同时,针对系统随动过程中存在干扰的现象,提出基于滑动平均值滤波算法的改进滤波算法。结果 经过上机切割测试验证,该随动控制系统动态跟随精度为0.01 mm,最大跟随速度为500 mm/s。结论 该随动控制系统能够使激光切割机床实现高速高精度的切割。

基于领域驱动的测控任务评定系统设计与实现

随着航天技术的不断进步,尤其是近年来商业航天的快速发展,高密度航天发射成为常态,测控系统作为航天发射场的重要业务系统之一,该系统运行的能力与效率将极大影响航天发射任务执行的结果,因此有必要实施对测控任务过程的决策与评定研究。考虑到未来测控任务快速评定呈现少人化、通用化、自动化与智能化的发展趋势,提出了一种基于领域驱动设计的测控任务评定系统设计思想。通过深入分析测控任务评定业务,结合领域驱动设计和微服务架构特点,经过领域模型设计、微服务识别、微服务实现等步骤进行全系统设计。最后,结合典型航天发射测控任务场景,验证了本方案的可行性,为进一步提升我国测控任务评定效率提供了参考和思路。

高温环境下数字反应性仪微电流测控技术可靠性研究

数字反应性仪是核电厂用于测量反应性的专用设备,能够实现宽范围的微电流测量,采用高精度驱动电路控制电磁继电器实现电流范围自动量程切换是本设备的关键技术之一。在高温环境下,继电器会出现线圈阻值变化而导致驱动电压需求增大的现象,进而导致继电器可靠性降低。为提高高温环境下微电流测控技术可靠性,重点开展不同继电器驱动方式对高温环境下数字反应性仪微电流测控技术可靠性研究。研究发现,相对于低电平驱动模式,高电平驱动模式能够有效提高高温环境下反应性仪微电流测控电路可靠性。通过高温步进试验验证,该数字反应性仪在65℃环境下,达到热平衡后的30 min内,微电流测量稳定有效。

精密仪器厂房基础随环境温度变化的微变形及其控制

【目的】跨水库精密科学装置厂房基础在环境气温和库水温变化作用下会出现微变形,进而影响厂房内的精密科学装置正常运行。为了研究跨水库精密仪器厂房基础在环境温度变化作用下的温度变形及其控制,【方法】以某大型精密科学装置跨水库厂房为例,基于有限元热-应力耦合的瞬态分析,结合实测环境温度数据,模拟分析了在环境温度变化作用下采用重型桥涵跨水库方案的厂房基础的微变形。【结果】计算结果显示,不采取任何保温措施时,厂房基础底板每10延米的最大微变形差为234.862μm,大于控制标准100μm。将暴露在空气中的重型桥涵外表面增设聚乙烯苯板保温层并优选骨料以降低结构混凝土的线膨胀系数或将重型桥涵所有暴露在水和空气中的外表面均设置聚乙烯苯板保温层后,厂房基础底板每10延米的最大微变形差为97.357μm和75.691μm,满足控制标准。【结论】数值计算表明,在重型涵外表面增设聚乙烯苯板保温层,避免外界气温随季节变化对重型桥涵混凝土结构稳定温度场的影响,结构温度场随季节变幅较小,温度作用减小,而优选混凝土骨料降低混凝土线膨胀系数,能显著减小温度作用下结构的温度变形,两种方案均能有效控制跨水库精密仪器厂房基础在环境温度变化作用下出现的微变形。