A Compact System of Capacitivity Coupled Contactless Conductivity Detection Based on the Square Wave Excitation Signal for Capillary Electrophoresis

This paper reported a compact system of capacitively coupled contactless conductivity detection （C4D） based on the square wave excitation voltage for capillary electrophoresis, and it exhibited excellent sensitivity at the optimal frequency of 198 kHz. The feasibility and sensitivity of this detector was demonstrated by simultaneous detection of thirteen ions including alkali, alkaline earth and heavy metal ions. And the detection limits （S/N 3） were in the range of 0.2-1μmol/L for Mn^2＋, K^＋, Na^＋, Mg^2＋, Ca^2＋, Li^＋, Ba^2＋, and 7-25 μmol/L for Ni^2＋, Cu^2＋, Cd^2＋, Pb^2＋, Co^2＋, Zn^2＋.

基于主动方波激励检测锂离子电池早期内短路

锂离子电池内部短路(ISC)的早期检测对于避免潜在安全风险至关重要。现有的故障检测方法在检测早期短路时准确性较差,且需要大量的数据。以18650型锂离子电池为研究对象,通过在电池充电过程中施加微小的电流激励信号,借助极化压升与激励压升,发现锂离子电池在短路时压升异常规律。该方法在荷电状态(SOC)较低时效果更明显,对120Ω以内的短路检测有效,且适用范围可根据采样精度调配,可用于锂离子电池的常规短路检测。

基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法

现有基于高频注入的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法由于高频衰减,面临失效风险。该文基于主电机定转子互感,提出一种“基于励磁电压方波调制的三级式同步起动/发电机转子初始位置估算方法”,将励磁电压作为载波,用低频方波对其进行调制后,提取主电机定子侧低频响应电流用于转子初始位置估算。定子逆变器三相下管导通状态下,该方法分为2步:首先对励磁电压进行低频方波调制,采集主电机定子低频感应电流用于转子初始位置预估算;其次,由预估算初始位置,判断励磁电压断电前后相关电流特征,得到包含磁极信息的最终初始位置。所提方法通过虚拟角度变换和方差对采集低频电流进行处理。实验表明所提方法具有较高估算精度。

基于离线单相周期方波脉冲的三相异步电机启动转矩测试

为了克服三相异步电机启动转矩无载测试现有方法存在的测试精度较低、电网冲击等问题,提出一种基于离线单相方波脉冲的电机启动转矩测试方法。以Y160M-4型三相异步电机为研究对象,给出用于测试启动转矩的单相方波逆变电源结构、工作原理及关键参数计算方法,并利用二维瞬态电磁场数值计算方法,以研究不同激励模式下的启动转矩为目的,获取电机启动过程的电枢电流。结合电机数学模型和坐标变换理论,研究并给出单相正弦波激励下的电机等效电路模型和启动转矩理论计算模型。在此基础上,进一步给出单相方波激励下的启动转矩数据处理方法。经验证,依据所提出的单相方波激励下的电机启动转矩计算方法并结合二维瞬态电磁场数值仿真,启动转矩测试相对误差约为0.25%。研究结果表明,利用该方法计算三相异步电机的启动转矩,测试精度获得明显提高,从而证明了所提方法的正确性和可行性。

电阻层析成像(ERT)系统工作模式的研究

ERT系统中有多种数据采集方式,分别适用于不同的系统。且不同的数据采集方式下所得到的边界测量信号有不同的形式。提出一种电流源激励、电流检测的单电极激励的新型数据采集模式,分析新型数据采集模式与原数据采集模式的差异,通过实验验证新型模式的可行性。在提出的新型数据采集模式上采用方波电流激励方式,并取得了很好的实验结果。

方波激励下二阶带通滤波器性能研究

通过对方波激励下二阶带通滤波器（BPF）的分析和实验，得出输入阻抗高和方波上叠加冲击函数是影响BPF输出正弦波幅值及相位的主要原因。低输入阻抗及输入接电容的二阶BPF具有良好的方波—正弦波转换性能。

矩形波激励下磁芯损耗测量中绕组损耗的测量

直流法通过逆变电路将直流电压转变为施加到被测磁件上的交流电压,测量直流输入的有功功率获取磁芯损耗,因此,能精确地测量不同的占空比矩形波激励下磁件损耗。为了能够精确地获得磁件损耗里的磁芯损耗,引入辅助空心电感与副边短路的磁件串联作为负载测量磁件的绕组损耗。建立了实验装置,且用傅立叶展开计算绕组损耗进行验证,最大相对误差为12.91%,其最大绝对误差为7.480 2 mW,验证了该法能够精确地测量矩形波激励下磁件损耗中的绕组损耗。

多点激励力下圆柱壳振动响应优化设计

应用ANSYS软件进行单层圆柱壳基于离散变量的动态性能优化设计。采用APDL语言参数化编程,在不改变结构参数前提下,以三个简谐激励力的位置、相位为设计变量,激励力之间的距离为约束条件,壳体径向均方根速度为目标函数,设计了三层优化方案,最终得到使壳体总振动最小时的多个激励力位置、相位的最优设计。结果表明该优化设计有效,可为水下大型航行器的振动控制提供参考。

一种时分双频励磁电磁流量计设计

针对采用低频方波励磁的传统型电磁流量计响应速度慢、抗低频干扰能力较差、不适应流速剧烈变化情况下流量测量的缺点,提出一种结合高频方波励磁与低频方波励磁特点的时分双频励磁方案。新方案保持了传统方案零点稳定的优点,提高了抗低频干扰的能力,改善了对被测流体流动状态快速变化的适应性。根据所提方案研制了原理样机,样机测试和实验结果表明,采用本文方案实现的电磁流量计在较宽的流速测量范围内能保持测量结果准确性基本不受流动状态影响,可实现高精度的流量测量。

一种基于单CPU芯片的电容测量仪

研制了仅用一个单片机和二极管环形电桥测量电路构成的电容测量仪,其单片机提供了二极管环形电桥测量电路所需的激励矩形波,并完成模数转换、数据处理以及显示等功能。对于电容量为5～30 pF范围的电容进行了测量,输出电压与电容量的对应关系经回归分析,得到判定系数R2=0.989 1,R为相关系数。

空重混编列车构架蛇行波标准差试验研究

本文在对机车、空货车、重货车构架蛇行波进行现场测试的基础上 ,采用工程概率数值分析方法对构架蛇行波标准差进行了统计分析 ,得出具有 99%概率水平的构架蛇行波标准差 ;由此得出空货车与机车、空货车与重货车构架蛇行波标准差的比值 ,为空重混编列车 -轨道 (桥梁 )系统横向振动激振源的确定提供了基础资料 ;同时还就轨道几何不平顺对车辆构架蛇行波标准差的影响进行了试验分析 ,从而进一步为以车辆构架蛇行波标准差来反映列车 -轨道 (桥梁 )系统输入能量的观点提供了试验支持 .

秦沈客运专线高速列车构架蛇行波标准差的试验研究

国内外大多采用轨道横向不平顺作为列车—桥梁 (轨道 )时变系统横向振动的激振源。实际上 ,引起此系统横向振动的因素很多 ,诸如轨道横向不平顺、车轮踏面锥度、轮轨缺陷、车轮与钢轨的制造误差、车辆质量及其载重的偏心等。仅仅考虑轨道横向不平顺 ,会忽略其他很多因素的影响。相反 ,机车车辆构架蛇行波反映了引起此系统横向振动所有因素的影响 ,同时还反映了轮轨实际接触状态。研究证明 ,构架蛇行波标准差是输入此系统横向振动的能量 ,因此 ,有关它的研究十分重要。本文根据秦沈客运专线高速列车 (中华之星 )构架蛇行波现场测试结果 ,采用工程概率数值分析方法 ,对高速列车构架蛇行波标准差进行了统计分析 ,得出具有 99%概率水平的高速列车构架蛇行波标准差与车速的关系曲线 ,为高速列车—桥梁 (轨道 )时变系统横向振动随机分析激振源的确定提供了基础资料 ;同时还列出了具有代表性的高速列车构架蛇行波实测波形图。

方波输入下LC电路暂态过程实验研究

对方波激励下串联LC电路进行了研究,讨论了方波周期与LC电路振荡周期成不同倍数时的电容电压和电感电流的变化规律。首先用二阶电路暂态过程分析的方法对方波激励下串联LC电路进行了理论分析,再利用Orcad/Pspice仿真软件对理论分析结果进行仿真验证。通过这种先理论分析再仿真验证的方式使学生加深对二阶LC电路暂态过程分析的理解。

不同激励条件对铁氧体磁心损耗的影响

在软磁器件的设计中,磁心损耗的计算是设计人员的重要工作内容。在不同的激励条件下,磁芯的损耗也不同。综合介绍了直流偏置、矩形波激励和方波激励条件下铁氧体磁心损耗模型。在有直流偏置的正弦波激励下,铁氧体磁心损耗会增大。在不同激励条件下通过对经典斯坦麦茨(Steinmetz)公式进行修正后其计算结果更符合实际情况。

无刷旋转励磁发电机组励磁绕组接地保护系统研制和工程应用

针对已有无刷旋转励磁发电机组励磁绕组接地保护(MRET)存在的诸多问题,提出了新的励磁绕组接地保护系统技术方案,详细阐述了系统结构和基本工作原理,并就注入方波电压式励磁绕组接地保护原理、无线通信方式、自适应方波频率调整技术、数字化保护技术等关键技术进行了分析,该系统在若干台无刷旋转励磁发电机组的应用表明,该系统完全能够满足无刷旋转励磁发电机组的应用需求。

三维荧光光谱多峰校正测量水中汽油浓度

针对荧光峰值法浓度测量中最佳激发和发射波长的选择问题,提出基于三维荧光光谱的多峰线性回归参数比较法。以市售93号和97号汽油为例,首先利用FS920型稳态荧光光谱仪扫描纯水和纯油品的三维荧光光谱,确定特征荧光峰峰位和强度;其次按不同体积比分别配置7种浓度的油水混合液样品,提取不同样品的荧光峰峰位、强度等特征参量,发现浓度对荧光峰特征参量有较大干扰;然后用排除法确定了93号和97号油水混合液样品分别有23个和22个特征峰;最后采用最小二乘法对每个峰的强度与浓度作线性回归,通过对校正决定系数、F值、灵敏度和截距等参数的比较得出,93号和97号油水混合液的最佳激发/发射波长分别为275/302 nm和285/322 nm。实验结果表明,根据最佳峰校正模型,93号和97号汽油浓度测量的绝对误差分别为0.006‰、0.007‰,比传统的最强峰校正模型精度高1个数量级。

方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统

目的为解决多频率方波自动测量生物电阻抗谱的问题,本文设计了一个方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统。方法将任意波形函数发生器、仪表放大器和采集卡以及PC组成电阻抗谱自动测试系统,利用PC中的Labview程序分别控制函数发生器和采集卡自动完成激励的产生和数据采集,并将采集到的数据自动保存在PC中,最后利用Matlab程序对数据进行快速傅里叶变换得到阻抗谱。首先对阻抗网络模型进行阻抗谱的仿真,将仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱对比;再分别使用此系统和阻抗分析仪对阻抗网络模型进行阻抗测量,将测试得到的阻抗谱进行曲线拟合得到元件值,根据元件值比较测试误差。最后,使用方波激励和稳态正弦激励对酵母细胞悬浮液进行阻抗测量,根据酵母细胞悬浮液的阻抗谱计算介电谱,将得到的介电谱和参考文献中的介电谱作比较,并比较两种激励的测量时间。结果仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱一致,验证了方波激励的可行性。测试系统对阻抗网络模型的测试结果和阻抗分析仪的相比误差小于10%,验证了测试系统的正确性。使用方波激励和稳态正弦激励测试酵母细胞悬浮液的阻抗谱,转换成介电谱后,发现其变化规律和参考文献所得结果相符。在100Hz^2MHz的测试范围内,方波激励的测量时间为0.9s,稳态正弦激励的测试时间为1.7s,方波激励的测试速度快。结论本文设计的方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统具有自动测试生物阻抗谱的能力,由于使用方波激励,可以兼顾速度和信噪比的要求,实现了计算机控制,可根据实际情况调整激励信号的参数,具有很强的灵活性和可扩展性。

动物佩带式微型方波电刺激器的研制和特性

目的介绍动物佩带式微型方波电刺激器的技术参数和特性,为耳蜗植入的实验研究提供模拟装置。方法通过编程器、波形变换器和恒流输出电路产生标准脉冲。结果输出电流强度、脉冲宽度和频率可调的电荷平衡双相方波脉冲电流,正负脉冲间设置间隔,含50%开关工作周期。结论动物佩带式微型方波电刺激器具有体积小、功耗低、参数可调范围大、性能稳定可靠的特点,为耳蜗植入的动物实验提供了一个实用的刺激设备。

方波激发下Er^3＋上转换红光激发机理的研究

用方波电源驱动808 nm激光二极管(LD)激发Er3+掺杂的亚碲酸盐氟氧化物玻璃,测量4F9/2能级上转换发光的上升和衰减,根据上升的时间常数确定中间能级的寿命,从而确定4F9/2能级粒子数积累的过程。通过建立速率方程模型分析4F9/2能级的上升和衰减特性与中间能级的关系,确定808 nm LD激发下上转换红光的激发机理,同时提供了一种通过上转换发光,用光电倍增管测量红外能级寿命的方法。

方波激励下一阶RC电路响应的研究

一阶RC电路在方波激励下的时域响应会随着电路参数的变化、电路输出的不同表现出不同的特性。当时间常数远远大于或小于方波脉冲宽度时,电路时域响应会分别表现出积分电路或微分电路的特性。本文对这两种情况下电路的时域响应分别进行了详细讨论,并给出了输出的变化规律,接着讨论了进行这两种电路实验时应该注意的问题,最后对学生做实验过程中容易出现的错误进行了说明。