基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制

多通道微弱电流信号受很多噪声因素的干扰,导致输出的微弱电流信号与原始信号之间的相对误差增加,控制效果变差,为此提出基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制方法;采集多通道微弱电流信号,利用经验小波变换技术分解采集到的微弱电流信号,判断电流信号中是否存在噪声并确定噪声类型;设计微弱电流信号噪声控制器,根据电流信号中的噪声量与噪声类型生成控制指令,对不同通道微弱电流信号噪声进行控制;在两种不同噪声强度的实验环境下,该方法控制下的多通道微弱电流信号信噪比较高,输出信号与原始信号间的相对误差较低,控制任务完成时间更短;以此证明该方法的多通道微弱电流信号噪声控制效果更好,可以广泛应用至电流信号噪声控制领域。

长输油气管道盗油检测信号识别与应用

长输油气管道盗油事件频发,给石油企业完整性管理工作带来一定的困难。传统检测方法对新增和已修复盗油孔难以有效判别。本文研制了一种基于弱磁和涡流融合的打孔盗油检测器,基于弱磁径向和涡流对环焊缝特征信号的识别方法,利用特征信号判读的一致性原则,结合盗油孔的本体特征,有效识别新增和已修复盗油孔信号,避免漏判和误判,为今后管道企业进一步完善油气管道盗油孔信号识别方法和模型提供了一定的技术支持。

工业控制系统中弱电信号传输质量评估与提升技术研究

为提升工业控制系统中弱电信号的传输质量,文章采用综合性的评估方法和一系列优化措施。文章分析了某工业控制系统中弱电信号的传输情况,包括信号频率、衰减问题以及应用场景等关键信息。根据弱电信号传输质量的评估指标和评估方法,介绍某工业控制系统的评估实例,并基于评估结果,提出一系列优化措施。经实验验证,应用文章提出的优化措施能够在信号传输距离、信号衰减、信号干扰程度、传输稳定性以及数据传输速率等方面提高弱电信号的传输质量。

光纤资源管理在科技园智能楼宇弱电工程中的应用

以提升智慧科技园区的整体效能为主要目标,文章深入研究了光纤资源管理在科技园智能楼宇弱电工程中的应用,并将智慧城市、智慧科技园区和智能楼宇电气工程作为背景,特别关注了楼宇5G手机信号覆盖、楼宇综合布线和光纤资源智能管理等关键要素。在此基础上,提出了光纤资源智能管理的关键技术,包括光纤网络监测与诊断、光纤资源调度与优化、安全性与隐私保护等。其中,首先对智慧城市和智慧科技园区进行了简要介绍,强调了智能楼宇电气工程在科技园区建设中的核心地位;其次深入讨论了楼宇5G手机信号覆盖、楼宇综合布线和光纤资源智能管理的重要性;最后围绕关键技术详细探讨了光纤网络监测与诊断、光纤资源调度与优化、安全性与隐私保护等,所提关键技术不仅能实时监测光纤网络状态,还能诊断潜在问题。

基于双电极传感器的腐蚀电流检测系统抗扰技术

目的针对金属电化学腐蚀中腐蚀电流检测,设计一种高精度I-V转换的微电流检测电路,突破宽范围微弱电流高精度检测技术。方法通过分析电路的稳定性,针对100 pA~10 m A的微弱腐蚀电流采集,采用法安级偏置运放实现I-V转换,设计基于ADG708电子开关的8档自动调节电路,并通过24位ADC实现高精度模数转换。针对微弱电流采集中信号易受噪声的影响,设计自适应滤波器用于信号滤波处理。结果通过MATLAB仿真自适应滤波器的有效性,结果表明,在采集i(k)=2sin(2πk)电流时,误差从0.29m A(1σ)降低到0.0039 mA(1σ)。通过电流源校准测试系统精度,在100 pA时误差最大,为4.7%;在10 mA时误差最小,为0.049%。当电流值低于100 nA时,测量误差可以控制在5%以内;100 nA以上时,测量误差可以控制在1%以内。结论在微弱电流采样中引入自适应滤波器后,系统的采样精度显著提高,突破了宽范围的腐蚀电流采集技术,实现了微弱电流检测。可以将腐蚀电流应用在金属腐蚀速率的评价中。

超高真空计微弱离子流检测技术研究

在超高真空环境下,Bayard-Alpert型电离真空计通过电离气体分子得到的离子流信号十分微弱,且极易受到干扰。介绍了一种用于超高真空测量的微弱信号检测系统,包括测量电路、调零电路与处理模块。该系统采用高精度放大器与高绝缘继电器,可以实现微弱信号的精密放大,满足mA级至亚pA级范围的宽量程电流信号检测;能够自动完成测量档位的切换、系统调零、数据处理与真空全压力值计算,测量下限可达10-13A量级,可用于超高真空计离子流的精确测量,具有良好的线性及稳定性。

弱电网下双向并网变流器虚拟正阻尼重塑控制

针对弱电网下恒功率控制模式中双向并网变流器系统稳定性会因功率传输方向的不同而产生差异进而引发系统振荡甚至失稳的问题,提出了一种虚拟正阻尼重塑控制策略,将负阻抗重塑为正阻抗,增强系统阻尼进而提升稳定性。首先,详细地建立了双向并网变流器交流侧端口阻抗在d-q坐标系下的小信号模型,分析了不同功率方向下阻抗特性的差异。其次,结合系统最小环路比表达式和电网等值阻抗表达式,基于奈奎斯特稳定判据,分析了电网等值阻抗大小和功率传输方向两个因素对系统稳定性的影响。然后,分析了弱电网下双向逆变器虚拟正阻尼重塑控制策略,并对其进行建模与分析。结果表明:虚拟正阻尼重塑控制可以实现将负阻抗重塑为正阻抗,并增强系统阻尼。并且,即使在电网等值阻抗较大的弱电网下,系统也能保持较好的双向功率稳定性。最后,基于MATLAB/Simulink和小功率实验平台验证所提策略的有效性。

投弃式海流电场剖面仪中模拟电路的研制

投弃式海流电场剖面仪(XCP)是利用海流切割地磁场产生感生电场的原理进行快速测量海流的观测仪器,在地磁场稳定的情况下,感生电场的大小主要取决于海流的速度。因此,通过测量海流产生的感生电场便可以研究海流的运动特征。本文研制了用于XCP中的模拟电路,实现了对XCP中电极信号、罗盘线圈信号及温度信号的采集预处理。所设计模拟电路主要实现以下功能:(1)通过INA128放大电路实现对电极信号与罗盘线圈信号的多级放大处理;(2)考虑到电极信号与罗盘线圈信号均为频率16 Hz左右的信号,在电路中加入中心频率点为16 Hz的二阶带通滤波电路以提取有效信号;(3)进行硬件电路补偿,在一定程度上克服XCP探头下沉引起感生电场的强干扰。实验测试结果表明,所设计模拟电路稳定可靠,可以实现滤除噪声,提取前端微弱信号并进行多级放大,满足实际应用需求。

X射线工业CT中的数据采集

介绍了X射线工业CT中数据采集的一种方法。将X射线转换成与之成线性关系的微弱电流信号,通过检测电流信号测量出X射线的相对强度。这种采集方法可根据X射线的剂量强度,灵活的改变电流检测电路的参数,因此适用于不同能量级的X射线的采集。该X射线采集方法已经成功应用工业CT数据采集系统中。

一种微弱电流测量仪的设计

为设计1种具有较高精度和较好重复再现性的微弱电流测量仪器,采用开关调制、差分对消技术,消除微弱电流测量系统的直流误差;通过屏蔽、低通滤波有效抑制工频噪声和放大电路的噪声;边放大信号边衰减噪声提高系统的信噪比;多级放大和预调零解决高放大倍数与运算放大器饱和的矛盾.对设计的微弱电流测量仪进行测试,仪器最小量程达10 pA,最小分辨率达0.5 pA;结果显示工频噪声和直流失调对微弱电流测量有重要影响,表明设计所采用的技术有效.

微机械隧道陀螺仪中微弱信号的检测技术

针对微机械隧道陀螺仪输出信号的特点,设计出陀螺仪隧道电流的检测及校准电路.同时从理论上对电路进行误差分析,并对电路的实际安装技术进行了讨论.最后通过实际电路验证了该设计的可行性.

CT中的多通道数据采集系统

从X射线穿透物体后强度的检测、模拟到数字信号的转换、数据的缓存与传输等内容入手,介绍了一种基于模块化设计的多通道CT数据采集系统的结构及实现。本系统具有较强的通用性,可以应用于各种需要使用微电流检测、多通道、数据量大的数据采集系统之中。

基于电流模式的高频弱信号精密整流电路

精密整流电路广泛应用于交流信号测量和模拟信号处理系统,是微弱信号采样和测量电路的重要组成部分。阐述了通用精密整流电路整流特性,详细分析信号过零时因整流二极管截止而产生的误差,提出基于第二代电流传输器(CCⅡ)的高频弱信号精密整流电路,采用电流运算放大器AD844实现CCⅡ模型使电路工作在电流模式。仿真分析结果表明,该电路能够精确整流最小幅值10 m V,上限截止频率高达10 MHz的输入信号,有效避免了常用电压模式整流电路对频率的限制及信号过零附近的失真,提高了弱信号整流精度。

混沌理论在触电电流信号检测中的应用研究

触电电流和低压漏电事故会对电力系统运行设备造成诸多不利影响,其严重影响着电网的稳定运行。针对触电电流的检测问题,参考混沌理论对噪声免疫的优势,建立了检测系统模型,在所建模型的基础上进行实验仿真,通过引入李雅普诺夫(Lyapunov)最大指数进行循环迭代,判断系统的临界状态后计算了系统阈值,最终测试结果验证了所提算法的可行性。

提高微弱电流放大器性能的方法

本文从元器件的选择、电路设计、工艺设计等方面详细讨论了提高微弱电流放大器性能的方法,并在实际应用中取得良好效果。

一种微弱电阻测量仪的设计

设计一种基于四线制电流倒向技术的微弱电阻测量仪,经实验验证,该测量仪可以很好地满足测量要求,并具有良好的重复测量精度.

宽量程微电流测量系统

宽量程微电流测量系统利用多增益前置放大器与可编程增益数据采集卡组成两级放大，通过PC机控制选择不同增益实现宽量程的测量，并对其噪声进行了仿真分析，提出了提高信噪比的措施．实验表明，该系统能对动态范围10^11～10^-4A电流信号进行有效测量．

供气相色谱仪使用的热导检测器的设计与实现

为了提高气相色谱仪用热导检测器的性能,设计了热导检测器的精密恒流源和差压检测电路。恒流源由场效应管IRF460、运算放大器AD8672和线性光耦HCNR201构成,低噪声电桥差压检测电路由2片AD8597构成。建立了差压检测电路的噪声模型,计算了噪声理论值。实际测试结果表明,该热导检测器的基线噪声达到4μV,50min的基线漂移为15μV,恒流源波动接近1μA,优于现有热导检测器的技术指标。所介绍的设计方案和噪声分析方法对热导检测器的电路设计有较大的参考价值。

宽量程fA级电离室电流测量

针对辐射探测中电流电离室输出电流十分微弱,且电流范围较宽,模拟电路处理困难,难以达到精确测量等问题,设计了可检测nA级到fA级的宽量程电流电离室微弱电流计。提出了以高精度前置放大电路、高分辨率模数转换为基础,从电气隔离、恒温控制、电磁屏蔽等方面,解决模拟处理电路微弱信号易受温度漂移、湿度、电磁干扰影响等问题的方法,从而提高了测量的分辨率。经验证,测量的分辨率达到±1 fA。

电力系统二次侧弱电设备的接地

文章详细分析了在调试过程中遇到的因变送器接地不正确引起测量错误的问题和由于变送器信号线屏蔽层未接地引起的跳机现象,以及这两种不合格的接地方法可能引起的严重后果,从而强调了电力系统二次侧弱电设备接地的重要作用,并重点介绍了电力系统二次侧弱电设备常见的4种接地类型诸如信号接地、屏蔽接地、电子式电能表接地、现场测试用仪表装置接地的概念和现象,针对不同应用情况的各种接地方法和应该注意的问题提出了建议。