溶液浓度与其折射率关系的理论和实验研究

根据洛伦兹电子论、朗伯定律和比尔定律,提出了一种用来描述溶液的浓度与其折射率线性关系的理论模型.实验测定了蔗糖和N aC l溶液,基于最小二乘法原理,根据实验数据得到各自的浓度与其折射率关系的实验模型,实验结果表明模型的计算结果与实际测量结果的误差小于2%.这种研究结果对利用光激发表面等离子共振技术和介质增强古斯-汉欣位移方法测量溶液的浓度具有参考意义.

基于MSP430的智能锂电池放电特性测试仪

便携式电子类产品很多情况下需要大量与其匹配的电池,电池的特性对电器产品的正常运作有很大影响。智能型锂电池测试仪的研制很好地解决了锂电池测试的问题。它以MSP430F149单片机作为控制器,实现了自动采样电池电压,依据每个电池特性及时断开放电电路并记录存储放电过程中的电池电压,且最终依据存储数据绘制电池特性图。实验证明:测试仪具有精度高(误差小于1%),使用方便(自动操作),安全可靠(自动关断)等优点。

角速度传感测试系统中锁频模块的应用研究

介绍了一种基于光纤环形腔的角速度传感测试系统,通过对几个重要电路模块的分析,描述了系统中用来实现对激光器反馈控制和对谐振点跟踪锁定的锁频电路模块。实验结果证明:该电路模块能够将透射峰锁定在最低点,将激光器中心频率始终锁定在谐振点处,一定时间内转台转速小于1 r/s时,锁频精细度高。

分布式FBG的粮仓温度监测系统实验研究

提出了一种新型的粮仓温度监测系统,即利用分布式光纤布喇格光栅传感系统从整体上实现对温度的实时监测。在实验基础上,利用origin软件作出了温度与中心波长的关系图,同时与作为标准的K型热电偶测量数据进行对比,偏差曲线显示光纤布喇格光栅测得温度与标准温度接近,偏差在±0.45℃的范围内,表明本监测系统的测量准确度较高,可以满足粮仓温度监测的要求。

分布式光纤布拉格的温度测试

本文针对目前温度测试方法只能测量单点温度的不足,提出了可以测量多点温度的分布式测量光纤,在一根光纤上按从小到大的顺序刻制多个不同中心波长的布拉格光栅,并对各个布拉格光栅进行了封装。当各点温度发生变化时,通过各个布拉格光栅反射回来的光栅中心波长发生偏移,通过检测发射光中心波长发生的偏移量可以确定光栅温度变化的范围。实验结果表明:在20～70℃的温度范围内,FBG的中心波长随温度变化呈良好的线性,线性度可达99.6%以上。

基于CPCI总线通用测试设备设计

针对传统地面测试设备数据接口种类繁多,不同数据接口速率差异大及实用性等问题,研制了一种基于CPCI总线的通用测试设备。该设备采用模块化设计思想,设计了4种通用型CPCI板卡:主控卡、数字量信源卡、模拟量信源卡及电源卡。测试设备在上位机软件的控制下进行指令、状态的交互和不同类型数据的传输。由于电源卡上不存在高速信号,主控芯片采用C851F061单片机芯片,其余板卡上主控芯片采用在高速信号处理方面更稳定的FPGA芯片。各个标准板卡之间设计2组串行通信总线,通过CPCI背板自定义总线进行交互。经大量试验测试,证明了该设计在不同功能需求下的可靠性和通用性。

共振瑞利散射测试血清蛋白酸碱度影响的探讨

提出了一种基于共振瑞利散射(RRS)原理测量人体血清蛋白的新方法。在缓冲溶液的作用下,把配制好的人体血清蛋白稀释液按比例与四羧基酞菁锌混合,经过化学作用后在波长为400 nm左右蓝色波段强光照射下,散射出480 nm左右的共振瑞利散射光强信号。考察在不同pH对共振瑞利散射光强信号与混合物中的血清蛋白反应线性关系的影响。结果表明,pH在6.0～8.0范围内混合溶液共振瑞利散射光强信号与血清蛋白的线性关系良好。

基于FPGA的多通道温度采编装置设计

针对飞行试验中对设备温度测量的需求,设计了一种适用于飞行测试的高精度多通道温度采编装置。设计以FPGA构建信号采集处理系统,采用AD8227和AD590来实现信号的调理和温度冷端补偿,通过标准RS422协议实现16路温度信号传输,并采取线性拟合的方式对输出进行非线性校正,提高了系统准确率和稳定性。测试结果表明,测温电路全量程内最大测量误差为±0.083%F.S.。经过测试验证,该方案传输过程无丢帧零误码,系统运行高效、可靠。

基于SRIO的双备份数据传输

为了解决在特殊条件下数据通道受到外界因素影响导致数据无法传输的问题,提出一种基于SRIO的双备份数据传输设计方案。设计中使用两个独立的SRIO IP核来实现主路通道和备份通道数据的独立传输,同时通过通道选择模块对数据传输通道进行备份选择。该方案以Xilinx的Kintex 7系列FPGA为SRIO的连接设备,物理层以FPGA芯片内部集成的GTX高速串行收发器作为传输基础;传输链路采用“光模块+光缆”代替电缆实现数据的高速可靠传输,该方案已运用到遥测系统数据采集装置项目,实现了FPGA设备间双备份数据传输。

光纤腔动态谐振响应特性

光纤环形谐振腔的动态响应特性对其传感应用具有重要影响。为了抑制动态响应,利用多光束干涉原理对其产生原因进行了分析;通过实验测试得到了动态响应的临界振荡条件,并进一步分析了光功率对该临界条件的影响,实验结果与理论分析一致。同时,针对动态响应对谐振特性的干扰问题,测试了激光器调制参数对动态响应下振荡强度的影响,为传感系统中的误差评估提供了参考依据。

谐振式光学陀螺的快速锁频技术

通过搭建谐振式光学陀螺(R-MOG)测试系统,对光纤环形谐振腔(FRR)的谐振特性及其一次谐波特性进行分析,提出一种数字比例(PI)闭环反馈控制的方法,将光源的输出频率精确锁定在环路的谐振频率点处。采用数字锁频方式应用于R-MOG中,优化锁频技术,实现谐振频率在4 000 s的锁定,稳定度优于9×10^(-12)。测试表明,该数字锁频技术提高了陀螺的灵敏度和输出稳定度,具有快速、准确及适用范围广等优点,为R-MOG提供了新的检测方法,具有较高的工程应用价值。

红外相机数据高速实时存储技术

介绍了一种高速大容量固态存储器的组成机制和存储技术,以FPGA为逻辑控制单元,通过LVDS接口电路将红外相机采集到的图像数据经过乒乓结构实时无缝缓存,利用流水线写Flash技术提高了Flash写入的速度,可通过扩展Flash阵列来满足速度更高容量更大的存储要求。可用FT245控制的USB2.0接口读取Flash中的数据并上传至计算机,最后用分析软件可以清晰看到拍摄结果。结果表明,该系统稳定可靠地存储了高速传输的图像数据,具有较强的可行性和实用性。

基于表面等离子体共振的光纤传感技术研究

提出一种基于棱镜型表面等离子体共振光强度调制的光纤传感新方法。基于理论模型,分析了棱镜的介电常数和介质的折射率对SPR传感器共振角的影响,在此基础上讨论了光强调制型SPR测量方法的可行性。该方法与已有的光强度调制型棱镜SPR传感方法相比具有测量方便和可长距离应用等优点。

图像数据远距离传输及高速实时存储技术

研究了一种可以实现图像数据的远距离传输和高速实时存储的技术。该技术以FPGA为逻辑控制单元,通过LVDS接口电路远距离传输采集到的图像数据;利用交叉双平面页编程技术流水线式写Flash以提高存储速度。用CY7C68013A控制的USB2.0接口上传Flash中的数据到计算机,最后用上位机软件分析数据。结果表明,该系统稳定可靠地远距离传输并高速存储了图像数据。

高可靠性远程数据传输系统设计

针对数据在远距离高速传输系统中存在的可靠性低的问题,提出了一种基于LVDS长线传输和8b/10b编码的解决方案。该设计以LVDS为数据传输接口,在硬件电路上加入均衡设计,补偿长线传输的损耗;在逻辑设计上加入8b/10编码,实现传输中的直流平衡,提高数据传输的可靠性。经验证,该系统工作稳定,串行数据以400 Mbit/s的速率,可实现在百米双绞电缆传输线或2 km光纤传输线上的零误码传输。

电源纹波的测量及抑制

介绍了电源纹波电压和纹波系数的概念。提出三种降低电源纹波的方法,通过一组实验得到三种方法的滤波效果,并总结了它们的优缺点。通过比较得出,在电路板大小允许的情况下,使用共模扼流圈可以有效降低电源纹波。

基于FPGA的数字图像采集存储系统的设计

本系统主要利用FPGA实现了对CMOS图像传感器的配置及图像采集,将采集到的数字图像实时存储到Flash存储器(K9NBG08U5A)中。同时对CMOS图像传感器捕获的图像进行实时传输、存储、显示。通过采集存储实验,验证了该系统的可行性和实时性。

低功耗电梯呼叫系统的设计与实现

针对传统电梯电话呼叫系统存在的布线复杂和维修不便等问题,设计了一种采用MSP430为控制核心,nRF24L01为无线收发模块核心芯片,并配以相应的输入模块和报警显示模块的低功耗电梯无线呼叫系统设计方案。系统是由若干个发送端和一个接收端组成的多对一的无线呼叫系统。经过实测表明,系统具有稳定性高、功耗低和高抗干扰性等优点,能有效地应用于各种电梯中。

铂电阻线性化和抗干扰测温模块的研究

该文从铂电阻温度传感器Pt100的电阻—温度特性方面分析了其非线性的原因,利用位于现场端的XTR105电流变送器对铂电阻输出信号进行调理并通过正反馈补偿其非线性后,输出工业标准的（4～20）mA电流至监控系统接收端的电流环接收器RCV420进行线性电流-电压转换.此外,还针对工业现场应用中出现的强射频干扰导致测温模块直流输出失调而引起测温误差问题进行了分析,并采用滤波电路滤除射频干扰.实验结果表明,该测温模块能通过一系列电磁兼容性测试,可以满足大部分工业现场应用要求,定标后测量误差不大于0.5 ℃.

基于FPGA的超声数据采集装置的设计与实现

为了实现对某航天器在地面及飞行过程中的超声数据进行高精度、高速采集的功能,根据测量系统的技术要求,设计数据采集装置的硬件电路和时序控制逻辑。为了满足恶劣的环境测试要求,设计采用高速、高精度、宽温度范围的THS1408模数转换器。选取高速运放AD8028进行信号调理,以FPGA作为逻辑控制器,控制THS1408进行模数转换。经测试,采集精度优于0.5%,满足实际工程需要,具有很高的可靠性,已成功应用于该测量系统。