面向管线监测的分布式光纤传感土壤传热研究

现存的管道泄漏监测技术空间分辨率有限,且常规的光纤布置方式难以达到所要求的分辨率。基于此,针对油气管线监测布线问题,在一维平铺式线监测的基础上,提出了正弦式表面监测的光纤铺设方式。以高空间分辨率的光频域反射分布式光纤传感技术为辅助手段,验证了正弦式光纤铺设方法的优越性,其能够全面地反映土壤整个面的温度分布,监测范围变广,漏检可能性降低。采用变量法分析了土壤容重、土壤含水率与土壤导热系数之间的关系以及热源温度对土壤传热的影响,验证了光频域反射分布式光纤传感技术能够精确地监测土壤温度场,并利用土壤温度场的变化规律为其他分布式测温技术在埋地光纤布置时提供指导。

双频激光干涉测角中角锥镜的不对称性对测角精度影响的分析

对双频激光干涉测角中反射镜组内两角锥镜的不对称性进行了分析,包括两反射角锥镜的制造工艺误差——两反射角锥镜的厚度偏差,以及安装偏差——两反射角锥镜前表面不平行度。推导出了由于该类误差带来的测角影响,建立了精确的角度测量模型。

采样频率对频率测量算法的影响

从算法角度探讨了正弦信号频率测量的方法。研究了含噪声情况下,各种正弦波频率算法、采样频率设置和测量精度的关系。总结了应用频率测量算法的原则,为工程实际中仅利用A/D转换和计算机实现低成本正弦波频率测量提供了一种思路。

基于DSP的小型化高精度频标比对系统研制

针对传统双混频时差法测频的局限性,提出了一种差拍数字化精密频率测量方法,基于正弦差拍技术、同步采样技术和数字信号处理技术设计实现了一种新型频标比对系统,可实现对5 MHz、10 MHz等频标信号的比对测量。实验结果证明,测量10 MHz频标信号时系统本底噪声约为1×10-12/s。系统拥有测量精度高,体积小以及成本低的特点,在时频测量领域具有良好的推广和应用价值。

一种双正弦信号的快速频率测量方法

信号频率测量在雷达信号处理中起到重要的作用。基于DFT和自相关理论,该文提出了一种双正弦信号频率的快速估计方法。该方法先用DFT估计其中一个频率及其幅度,以此频率对信号解调并对消该频率成分,最后利用自相关理论估计信号的频差。计算机模拟证实了方法具有精度高、测频速率快的特点。

高频振荡器设计及其稳定度对比实验研究

设计了多型式的高频正弦波振荡器,对设计过程及注意事项作了阐述。对振荡器的稳定性研究作了实验设计,最后测试了振荡器的主要参数,通过比较实验及数据分析,总结几类常用振荡器的特点和稳定度特性,说明晶体振荡器具有较高的频率稳定度。

基于GSM的直饮水机远程网络化控制平台设计

针对直饮水机普遍存在的饮用水水质安全隐患、不易管理等问题,提出了一种基于GSM和Internet的直饮水机远程网络化控制平台的设计方案。分别设计了上位机模块、通信模块和下位机模块,设计了一种网站形式的信息交互平台,实现了可视化和人性化的操作与信息反馈;充分发挥了GSM和Internet网络两种通信手段的优势,通过采用短消息与网络通信相结合的信息传输方式,实现了信息的远程传递;根据双频电导率测定法原理,设计了一种基于CS5460A测量芯片的可集成饮用水水质检测模块,结合下位机各子模块的设计,实现了对直饮水机的水质监测与自动控制功能。研究结果表明,直饮水机远程网络化控制平台可方便地实现对直饮水机的水质监测、预警、实时维护、信息管理和远程控制等功能,确保直饮水机的饮用水水质安全。

多通道频响测试系统设计与开发

针对飞控频响分析试验设计了多通道频响测试系统。该系统控制程序通过GPIB接口控制频响分析仪完成频响扫频分析，能够实现铁鸟试验台和机上地面动态扫频试验的频率响应特性检测，得到频率的幅值增益、相位增益的图形曲线，完成飞机动态品质分析。系统频率精度达0．01％，相位精度0．1°。

一种基于幅值调制的新型电力系统正弦频率测量方法

在电力系统正弦频率测量方面,目前普遍存在准确度不高和抗噪声干扰性不强的问题。提出一种主要由幅值调制和精密幅值计算方法等构成的新型电力系统正弦频率测量方法,分析了幅值调制用于正弦频率测量的原理,指出了混频干扰是造成正弦频率测量误差的主要内在原因,通过对混频干扰的深度抑制,提高了正弦频率测量准确度。数学计算、仿真和物理实验结果均验证了该方法的可靠性和有效性。

基于一元线性回归理论的数字正弦信号频率测量算法

针对传统过零频率检测方法对信号噪声与干扰抑制能力不强的特点,以及数字检测系统中存在最小相位分辨率等问题,提出一种基于一元线性回归理论的数字正弦信号频率测量算法。算法基于数理统计原理,数据分析不在乎信号过零点的准确位置以及单点信号值的准确程度,而是对信号零点附近的多点数据进行数值统计,因此对外界信号噪声及干扰有很强的抑制作用;另外,分析结果具备最优化的特点,因此计算结果具有很高的准确度。最后,给出算法的设计流程与实现方法,并对算法进行了仿真与实验。结果表明该算法简单、实用、计算准确度高,为电力系统中各类数字化检测设备进行过零点相位检测、频率检测、信号间相位检测、电能质量分析提供了一种新颖、实用、稳定、准确的新方法。

一种基于相位调制的新型低频正弦频率计算方法

精确的正弦频率测量是一些应用技术的重要基础,目前的频率测量技术在低频正弦频率测量上普遍存在准确度不高和抗噪声干扰性不强的问题,为提高低频正弦频率测量准确度,提出了一种主要由相位调制和精密相位计算方法等构成的新型低频正弦频率测量方法,分析了相位调制用于低频正弦频率测量的原理,指出了混频干扰是造成低频正弦频率测量误差的主要内在原因,通过对混频干扰的深度抑制,提高了低频正弦频率测量准确度。该方法用于测量电力系统的低频信号具有较高的准确度和较强的抗噪声和抗谐波干扰特性。数学计算、仿真实验和物理实验结果也验证了该方法的正确性和有效性。

光学空间频率合成器及其在无分散三维形状计测中的应用(英文)

传统的白光干涉法、光学频谱扫描干涉法、低相干度断层扫描法以及其他三维形状计测法均采用宽带光学频谱光源实现绝对高度的测量,因此当测量对象存在不均匀的折射率分布或者光学吸收特性时,以上方法将不能给出准确的测量结果。针对传统绝对干涉法的这些制约,本研究通过干涉现象中时空参数的类比,提出了宽带空间频谱单色光源的概念,并通过改变光源的空间频谱构造验证了无分散三维绝对形状测定方法的可行性。

基于单频四步相移条纹投影的不连续物体三维形貌测量

提出了基于单频四步相移条纹投影的不连续物体三维形貌测量方法。由计算机产生相移步长为π/2的4幅正弦条纹图像,利用液晶投影仪投影到被测物体表面,由CCD相机同步采集获得含有形貌信息的畸变条纹图并保存在计算机中,通过四步相移算法获得条纹相位信息。对于表面形貌不连续的物体,通过4幅畸变条纹图灰度算术和运算并进行二值化处理定位阴影或暗背景,利用二值图像修正解调的相位从而得到正确相位。实验结果验证了本方法的有效性。

动态大尺度物体形貌光学在线测量技术研究

提出了一种基于结构光投影在线测量大尺度物体的方法,并给出了理论论证,通过模拟测量发现,分割子图像部分包含的变形条纹不是条纹周期的整数倍,相位展开时不可避免出现错误,造成拼接处误差比较大,因此提出利用拼接处相邻相位展开正确的数据对拼接处的数据进行插值处理,有效减小了误差,验证了方法的可行性;解决了动态大尺度物体三维面型测量受单个投影设备投影范围限制的问题,在实际工程应用中,精度要求不高的情况下,可以用来对动态的大尺度物体进行三维建模。

正弦相位调制位移干涉测量技术中调制频率的优化选择

针对正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于位移测量时,调制频率对干涉信号相位解调的影响,提出一种调制频率的优化选择依据.通过对干涉信号的频谱进行分析,发现当被测位移幅度较小时,较小的调制频率即可满足相位解调的要求;而当被测位移较大时,必须相应地增大调制频率,才能获得比较准确的测量结果.模拟计算以及实验结果表明,被测位移信号的幅度每增大四分之一测量光源波长,调制频率需要相应增大4倍于被测信号频率的大小,才能满足正弦相位调制位移干涉测量技术信号处理的需要.

频谱泄漏对正弦相位调制干涉测量精度的影响

在正弦相位调制（SPM）干涉仪中，若调制频率或者采样频率发生变化将使干涉信号出现频谱泄漏，减小了谐波分量的幅值，在测量结果中引入了误差。对频谱泄漏的产生及其对测量精度的影响进行了理论分析，获得了频谱泄漏引入测量误差的计算方法。实验测得频率漂移量在-0．3～0．3Hz内，得到的频谱泄漏引入的误差为0．3～7．9nm，当超出这个范围时，频谱泄漏误差将迅速增长。实验结果与模拟分析结果一致。

正弦调频下大带宽激光调频连续波测距技术

基于激光调频连续波(FMCW)测距的原理搭建了双光路FMCW测距系统,用正弦调频替代了传统的线性调频,提高了扫频速率。研究了正弦调频下的FMCW测距原理,推导了正弦扫描的重采样公式,提出了信号拼接的方法来增大扫描带宽,并通过正交调制的方法消除拼接误差。实验结果表明,使用正交调制的方法拼接等光频重采样校正的信号后,频谱分辨力可达127μm,接近理论分辨力。在3.3～4m的范围内,所提方法的结果与参考干涉仪的误差不超过203μm,标准差小于194μm。