微电流信号的高带宽调理技术及应用

为实现对电流型快响应探测器微弱信号的高速探测和处理,给出了一种微电流信号的高带宽调理方法.分析了几种PIN光电探测器输出信号的频带和幅度特征;以脉宽50ns、电流范围20n A^0.1m A的微电流信号为设计目标,给出了微电流信号的调理方法和设计分析,设计并实现了针对该目标信号的高带宽调理电路;进行了性能对比测试实验,通过与光电倍增管PMT9215B进行输出响应对比,结果表明该调理电路对脉宽40ns的脉冲信号响应良好,响应波形的上升沿和半高宽约10ns,调理电路的信号带宽约35MHz,信号调理的带宽和幅度达到了量化采样要求,验证了该方法的正确性和可行性;应用该调理电路进行了4×32 PIN二维阵列光电探测系统的设计实现,系统动态范围约56d B,时间响应特性良好.

基于润湿供液的电化学放电线切割实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了基于润湿供液的电化学放电线切割装置,实现了对石英材料的有效切割,确定了实现电化学放电线切割加工的临界电压。通过提取加工过程中能反映极间状态的电流信号作为控制加工的依据,实现了对石英材料的可控加工,实验表明加工速率及槽宽随着电压的增加而增大。通过对工件步进进给和匀速进给两种加工方式的比较表明,利用电流信号作为进给控制依据进行步进进给能更好地保证加工的连续性。

基于零磁通原理的微电流传感器的研究

为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行相位和幅值补偿,信号处理电路用于实现对二次侧输出的微弱信号进行调理,放大。通过搭建实验平台,实验结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量μA级到m A级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。

基于微电荷法的烟气颗粒物浓度检测技术及其应用

目前针对烟气颗粒物浓度的检测方法较多,但均存在不足。详细分析了基于微电荷法的烟气颗粒物浓度检测技术的基本原理和关键的技术难点,介绍了由于微处理器、数字电子技术和材料科学等的飞速发展带来的技术革新,技术的进步为其应用开拓了更为广泛的应用领域并逐步在工业场合得到推广。

磁通门微电流传感器设计

磁通门传感器测量范围广、精密度高、性能稳定,是一种测量微磁场的重要传感器。本文设计的微电流磁通门传感器,主要设计了环形磁通门探头,并分析、计算其激励线圈和感应线圈的匝数,采用11.7k Hz频率的方波作激励,利用被测微电流引起探头所处磁场大小的变化来实现微电流的测量,经过带通滤波、相敏检波和积分滤波处理后可直接显示电流大小。

微电流化学信号拾取和处理方法的研究

微电流化学信号拾取和处理方法需要硬件和软件相结合,硬件上采用对数和反对数转换技术,将微电流信号进行电流-电压对数转换,并使用晶体管进行温度补偿,综合提高输入信号的动态范围及信号信噪比;软件上采用软件高斯低通滤波处理,利用其三次均值滤波逼近高斯滤波算法,提高系统计算的有效率,并对白噪声进行有效过滤。

军用装备中二种特殊信号的测量

总结实际工作中常遇到的电位器转角输入信号和微电流信号简便、实用的测量方法。分析微电流测量产生误差的原因,提出相应的改进措施,包括:优选运算放大器;采用线性电源供电,加强电源去耦滤波;重视制作工艺和技术等。

线缆弯折测试系统的开发

线缆弯折试验是测试线缆可靠性的重要手段。为了有效地测试线缆的折损性能,设计开发了一种针对电子产品线缆的弯折测试系统,包括利用气动机械结构进行线缆弯折和线缆电阻采集两个部分。测试系统通过6个气动摆缸往复摆动对线缆进行反复弯折,线缆微电阻测量采用恒流源方案,利用计算机采集卡完成电阻变化信号的数据采集。系统以Windows XP为平台,LabVIEW为开发软件,具有很好的人机交互界面和测试精度。实际使用结果表明,设计的测试系统效果良好。

基于DSP的高压电气设备绝缘在线监测系统设计

为满足电网对高压电气设备绝缘监测的要求,设计了基于数字信号处理(DSP)的分布式绝缘在线监测系统。采用基于控制器局域网(CAN)现场总线的3层分布式系统结构,解决了集中式在线监测系统模拟信号长距离传输带来的问题。设计了以DSP和高精度AD为核心的现场信号采集单元,集信号调理、数据采集、CPU控制、算法处理、CAN总线通信于一体。系统采用"零磁通微电流传感器"采集信号,使相位测量误差控制在±0.01°以内。阐述了系统软、硬件的具体实现方法,软件采用模块化设计,将系统按功能模块化划分。

超宽量程fA级高精密微电流信号输出电路设计研究

为实现微电流信号测量相关设备的标定、研发、制造、调试和定期维护等,本文设计了一种超宽量程fA级高精密微电流信号输出电路,实现了100fA~1uA微电流信号的高精度稳定输出,与国外同类精密仪表对比(如Keithley),其输出信号相对误差≤±1.0%,达到了国外同等水平。该技术可广泛应用于各种领域微电流测量设备的标定。

微电流信号提取系统的研制

微电流信号检测是高压电气设备在线监测及时发现设备隐患、提高设备稳定运行的关键技术.对模拟信号进行5阶巴特沃斯滤波,利用MAX132模数转换芯片实现对模拟信号18位高精度双积分数字转换,同时可以抑制50 Hz的工频干扰.通过89C51单片机对整个系统进行控制,以实现微电流信号的提取.

微矩形电连接器信号完整性的仿真与优化

为了提升微矩形电连接器在高速信号传输过程中的信号完整性,针对某型微矩形电连接器的高速传输特性展开仿真和优化。首先对微矩形电连接器进行3D建模,而后基于三维电磁场仿真软件,利用终端驱动模式,在端口加以差分信号激励,仿真其插入损耗、回波损耗、串扰等散射参数特性。结果表明连接器在0~5 GHZ频率范围内散射参数基本满足HJ30J的标准要求。最后从屏蔽、滤波电路等方面提出了电连接器信号完整性的优化措施。

激波探测系统传感器信号调理电路设计

采用压电式传感器测量激波信号时,由于其检测到的激波声压信号弱,输出为微电流,一般的信号调理电路不能满足要求,基于此问题,开展针对激波的信号调理电路的研究,该电路主要由电荷放大电路、带通滤波电路、输出放大电路等组成,其中带通滤波器的带宽设计为3～8 kHz,选用高精度单片运放OP07实现;电荷放大电路选用高阻、低偏置电流型的运放OPA128LM实现,并利用EWB电路仿真软件对电荷放大电路进行了仿真,仿真结果与设计指标一致,验证了参数选取的合理性。

悬臂梁式微机电开关中信号线的位置设计研究

建立交直流分离悬臂梁式MEMS(micro-electro-mechanical systems)开关的四阶段分析模型,利用该模型对交直流分离悬臂梁式MEMS开关进行分析发现,信号线的位置不仅对信号线和膜间的电容有影响,而且信号线的位置直接影响交直流分离MEMS开关是否可以在稳定的电压下正常工作。悬臂梁的变形一旦进入到第四阶段,驱动电压和电容都将会不可控地下降,从而使MEMS开关不能正常工作。针对交直流分离悬臂梁式MEMS开关可能会出现的驱动电压和电容比同时下降的问题,提出一种确定不进入第四阶段的信号线位置——临界信号线位置的方法。该方法的原理是信号线的位置恰好使最大驱动电压等于最大电容比所对应的电压。实例计算驱动电极位置与信号线临界位置间的关系曲线、驱动电极位置与峰值电压间的关系曲线以及驱动电极位置与所能达到的最大电容比间的关系曲线。

微机监测信号机点灯电流案例分析

微机监测已成为监测信号设备运用状况的主要手段。通过对微机监测采集的信号机点灯电流典型曲线进行分析,达到监测和预防的目的。

自给能探测器微电流放大电路设计

结合自给能探测器放大电路的设计需求,提出了信号电流放大电路的设计方案,说明了绝缘电阻的测量方法,并提出了绝缘电阻的计算公式,对电路中失调电压、失调电流以及温度漂移等因素进行了分析,为自给能探测器信号采集设备放大电路的设计提供了指导。

复合结构磁扭转微镜光纤电流传感器的研究

提出一种复合结构微机电系统(MEMS)磁扭转微镜光纤电流传感器,传感部分由磁扭转微镜和双光纤准直器组成。介绍了MEMS扭转微镜的结构及电流传感原理。对电流传感器模型进行分析,结果表明,选择合适的准直器端面与微镜的距离,可以避免信号失真。利用归一化光强峰峰值作为交变电流来测量输出信号时,电流测量灵敏度随电流测量值的变化而变化,且被测电流的电流强度接近0时,测量灵敏度也接近0。因此采用归一化光强线性矫正信号处理方法,得到了很好的输出线性响应曲线,使电流测量灵敏度不受电流变化的影响。最后实验验证了理论分析和模拟仿真结果的正确性,实验测得的归一化光强线性矫正响应灵敏度约为0.034/A。

磁扭转微镜光学电流互感器设计

设计了一种复合结构磁扭转微镜光学电流互感器 （OCT）,采用光强度归一化数据处理技术, 消除了强度型OCT受环境变化和光源波动等的影响,得到了线性度很好的传感器 响应曲线。通过 耦合效率与微镜扭转角度仿真曲线,获得准直器端面与微镜的距离的合适值。检测电路采用 双光纤准直器光检测技术,实现电流-光强度的传感检测。接收光信号处理后,对 50Hz交变 电流的测试实验结果表明,在5～50A电流范围内,当光源光强度下 降3dB和光纤衰减器 变化3dB的情况下,传感器输出信号响应灵敏度均保持为0.034/A, 并且基本不随被测电 流变化影响,输出响应非线性误差小于±1%,获得良好的输出线性响应曲线。