采用电补偿方案的新一代立式计算电容装置

针对立式计算电容最大不确定度来源的端部效应误差,中国计量科学研究院经过多年改进,研制出的最优中空电补偿电极在计算电容模型装置上,没有采用加装钉子头进行补偿的电补偿方案,并完成了诸如端部效应误差的补偿效果、偏心效应误差等电气性能验证试验,成功应用在新一代立式计算电容装置上。实验结果表明,采用电补偿方案的新一代立式计算电容装置复现1 pF电容单位的相对标准不确定度为1.0×10^-8。

殷钢电补偿电极补偿立式计算电容端部效应的研究

立式计算电容常用结构中,位于四根金属圆柱电极中轴线位置的两个屏蔽电极中的可动棒,会在移动前后的两个位置因所在的极间距不一致而引入最大的不确定度———端部效应误差。与国外普遍采用的改良型钉子头来进行补偿不同,现研制了一种带有过渡锥面的殷钢电补偿电极,通过调整加载在其中心隔离辅助电极上面的电压来达到补偿的目的。在同一个计算电容模型装置进行的同等条件下的模型对比实验证明,殷钢电补偿电极补偿效果比改良型钉子头好最大几十倍。

面向智能蒙皮天线电补偿的位移场重构

智能蒙皮天线能够将集成微带天线和传感元件嵌入到各类武器平台结构中,不仅具有电磁收发和力学承载性能,同时还具有服役状态感知与性能自适应功能。为了解决蒙皮天线因结构变形导致的电性能恶化问题,文中提出了一种嵌入光纤光栅的智能蒙皮天线结构,并利用模态分析和状态空间理论,从少量光纤光栅测量的应变实时重构天线结构的变形位移场。通过研制的智能蒙皮天线结构变形实验系统,验证了变形位移场重构方法的有效性。该位移场重构方法为智能蒙皮天线电补偿系统的研制奠定了基础。

氧环境扫描电镜对氧化物的荷电补偿

在(5×10^(-3))～(2×10^(-2))Pa的氧环境扫描电镜(SEM)中观察到由入射电子束辐照引起的Al_2O_3、SiO_2等氧化物荷电现象得以减轻。氧化物受激氧解吸,使样品表面的氧空位成为荷电势阱而产生荷电。通过氧气氛中提供的氧离子对表面缺陷的修复作用,使氧化物的荷电现象得到补偿。氧环境扫描电子显微分析方法是针对氧化物类绝缘材料荷电的一种简便的、自动调节的荷电补偿方法。Al_2O_3的俄歇电子能谱证明,在6×10^(-6)Pa的氧压下可以完全消除Al_2O_3的表面荷电。

声强探头相位误差的电补偿技术

以双传声器技术为基础的声强测量方法对两个传声通道的相位特性非常敏感．本文介绍了对声强探头进行相位匹配以及使用精密相位计进行测量的方法和实例．通过在声强探头后级电路中采用一种移相网络进行相位补偿，在大部分频段上减小了相位误差，可以改善声强测量的精度．文中提供了基本的电路原理图和典型的实验数据．

基于超额累进策略的乌江梯级弃水期水火电补偿机制

为促进水电等清洁能源的消纳而研究一种合理的利益补偿机制。笔者针对乌江梯级弃水问题,提出一种基于超额累进策略的水火电补偿机制,利用梯级发电、弃水以及电网负荷等实际数据分析了贵州水火电补偿空间,以现行水火发电权交易价格为基准,建立了低谷时段火电机组出力调减幅度与补偿价格的递增变化关系,采用超额累进策略和电量偏差确定火电系统的补偿费用及电站间分摊比例。最后给出了一种水火电补偿机制的具体实现方式,可以为实际应用提供参考。

基于罗氏线圈的强磁窃电补偿方法

针对强磁窃电,提出一种带补偿的防范方法。通过电流互感器采集的波形与罗氏传感器采集的波形比较,获得计量误差,最终判断是否出现强磁窃电情况;发现窃电情况时,通过波形分析,记录窃电数据,并转换为需补偿量。测试结果表明:强磁干扰下,电流互感器波形明显上移,当直流电流大于4.6 A后,负半周电流波形峰值仅为0.1074 A,当直流电流达到9 A时,负半周电流波形峰值仅为0.0018 A,通过计量误差可计算窃电量。

一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路

针对在峰值电流控制模式下半桥型开关电源存在次谐波振荡的问题,提出一种新型斜率补偿电路。该斜率补偿电路由少量外围常用器件构成,其补偿深度可由外围器件参数进行调节,与开关驱动信号完全保持同步。基于LTspice搭建斜率补偿电路的仿真模型,仿真结果表明,该电路补偿效果良好。样机实测结果也验证了该斜率补偿电路的有效性。所提电路适用于选择峰值电流模式但电源管理芯片内部没有斜率补偿电路的应用场合。

硅光电倍增管偏置补偿电源电路的设计分析

硅光电倍增管是一种先进的固态光子探测技术,继承了传统光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)的高性能特征,并以其独特的架构集成了大量工作在盖革模式下的SPAD,具有显著优势。硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)的工作击穿电压会随着温度变化而出现漂移现象,影响内部增益的稳定性,并对图像重建精度和能量分辨率等关键性能指标产生不利影响。基于此,研发了一种能够实时适应环境温度变化的动态补偿电路,实现对SiPM的偏置电压精密调控,有效抑制因温度导致的增益漂移效应,使SiPM器件在不同温度条件下均能保持偏置电压稳定。

基于电角度相位补偿的死区在线补偿算法设计

伺服系统在工业自动化领域得到了广泛应用。为解决伺服系统中由死区效应引起的相电流畸变、转矩脉动及对伺服系统响应性能的影响,提出了一种基于电角度相位补偿的死区补偿方法。该方法补偿编码器相位延时导致的电角度相位差,通过模型预测速度控制,对多个电流环周期的电角度进行预测,并针对Sigma-Delta ADC采集中的线性相位延时进行补偿,以此判断真实电流极性。实验结果验证了所提死区补偿方法的有效性。

发动机压力传感器补偿电路优化设计

以某型发动机为平台,结合起动供油规律和试验数据,得出了压力传感器的精度要求。针对原压力传感器精度不满足要求的问题,在改动量最小的前提下,设计了一种以信号调理芯片MAX1452为核心的补偿电路。经试验验证,改进后的传感器精度优于±0.3%。发动机采用改进后的传感器,在地面起动时,未出现因压力测量误差导致的起动失败;在高原起动时,不经过传感器校准,起动成功率也得到大幅度提升。该方案提高了发动机起动成功率,有效减少了因大气温度或海拔高度变化对传感器校准工作的影响。

一种气体电化学传感器补偿电路的研究与应用

为了改善电化学传感器在测量高精度场合存在的误差,本文提出了一种基于差分检测的补偿测量方式,利用电流偏置电路、流压转换电路,调零电路,消除运放本身所产生的失调误差。利用增加补偿零点电流电化学传感器与传统地电极电化学传感器进行对比实验,实验表明通过补偿电路也可以有效地解决了电路本身所产生的偏差,保证电化学传感器能正常且迅速地工作,保证信号检测的稳定性。

高准确度有源补偿分压器的研制

有源分压器的高准确度对电子电路采用的元件性能和研究人员设计能力要求较高,为了提高现有工频电压比例标准的误差精度要求,降低电子电路设计复杂度,提出一种高准确度有源补偿分压器,该分压器大幅降低由有源器件带来的误差和不稳定性。重点阐述有源电容分压器的补偿方法,并对有源补偿性分压器的主分压器、补偿电容分压器以及各部分的测试方法进行详细介绍。根据实际测试结果,该有源电容式分压器整体在工频条件下测量误差小于0.02%,比值差测量不确定度为19×10^(-6),相位差测量不确定度为18μrad。

煤矿氧气检测高精度VCSEL驱动及温控电路设计

为解决当前常用煤矿氧气检测仪器易受交叉气体干扰且功耗大的问题,基于GD32F303RCT6微控制器和ADN8834热电冷却控制器,设计了一种软启动开关电路控制的垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity Surface-emitting Laser,VCSEL)高精度驱动及温控电路。驱动电路中,高频正弦波信号和低频锯齿波信号叠加的二进制数据由微控制器产生,经信号发生电路、电压电流转换电路转化成VCSEL高精度驱动电流信号;温控电路中,设计基于比例积分微分(Proportional Integral Differential,PID)补偿电路和数模转换控制器(Digital to Analog Converter,DAC)目标温度控制电路实现激光器温度自动调节。测试结果表明:驱动电路的电流输出区间为0.680~1.360 mA;锯齿波频率误差小于0.5%,正弦波频率误差小于0.1%;氧气吸收峰扫描精度高达0.07 pm,对应电流扫描精度为0.12μA;温控电路的温度控制精度为±0.012℃。满足了可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)煤矿氧气检测应用需求。

基于SiGe BiCMOS工艺的8 GS/s采样保持电路

为实现数字通信对高速模数转换器的要求,基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺提出了一款8 GS/s采样率、6 bit的采样保持电路。电路采用全差分开环结构,利用射极跟随型采样开关实现了电路高采样率。采样开关中采用晶体管线性补偿技术,有效地提高了采样保持电路的线性度。输出缓冲电路采用级联结构实现高线性度,并提高了电路的驱动能力。测试结果发现,在采样模式下单端输入信号频率4 GHz、采样时钟频率8 GHz条件下,有效位数为5.4 bit,无杂散动态范围为37.6 dB,总谐波失真为37.5 dB,总功耗为450 mW,芯片尺寸为0.68 mm×0.68 mm。

Pt100温度传感器非线性的补偿方法与电路实现

针对铂电阻(Pt100)温度传感器输出的非线性问题,结合其非线性的具体特点和船舶装备的实际使用要求,提出了一种补偿其非线性的方法,即通过动态调整流过铂电阻的激励电流,来补偿由于铂电阻随温度升高阻值增加率减小而引起的非线性,并设计了专用的非线性补偿电路.在对电路补偿原理及效果进行理论分析和计算机模拟仿真的基础上,实际制作了该非线性补偿电路,并进行了现场测试,结果表明在0~650℃的温度范围内,电路输出的非线性误差不超过0.12%.目前以本电路为核心的温度测量与控制系统已实际应用于某海军船舶装备.

基于双LCL补偿的无接触供电系统研究

针对无接触供电(CPT)系统负载切换时造成原边回路的导轨电流变化和副边电路输出电压不恒定的问题,提出一种双LCL补偿结构,利用LCL特性实现原边电缆的电流恒定控制以及副边输出电压恒定控制。文中给出了双LCL补偿的CPT系统电路模型,分析了原边和副边电路工作条件和特性,并通过推导给出了各元件参数的设计方法。仿真和实验结果表明,采用双LCL补偿技术降低了CPT系统复杂性,较好地满足了原副边控制要求。

热敏电阻用于补偿Y波导温度漂移

铌酸锂集成光学相位调制器(Y波导)是数字闭环光纤陀螺的核心器件.温度变化引起相位调制器产生附加相位漂移,直接影响标度因数的稳定性,从而导致光纤陀螺零点漂移.因此,补偿温度引起Y波导附加相位漂移显得尤其重要.本文提出在Y波导驱动电路的运放电路中引入热敏电阻.利用热敏电阻的温度特性构建了温度补偿电路.温度变化引起运放电路放大倍数的改变,Y波导上调制电压的变化从而补偿温度引起Y波导的附加相位漂移.理论计算和实验结果证明,该方法可以简单、方便地提高光纤陀螺、光纤电流传感器等仪表的温度稳定性.