检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

用于轴承故障检测的压电超声换能器仿真设计与性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

用于轴承故障检测的压电超声换能器仿真设计与性能研究

作者：陈姣嬴燕山大学

学位级别：硕士

近年来超声技术飞速发展,超声波换能器作为超声技术的核心应用,在无损检测的领域中越发普及。为使超声波换能器的结构及性能适合整体检测系统,并且设计一种将换能器采集到的信号进行放大处理的信号调理电路,成为当前需要解决的关键性问... 详细信息

近年来超声技术飞速发展,超声波换能器作为超声技术的核心应用,在无损检测的领域中越发普及。为使超声波换能器的结构及性能适合整体检测系统,并且设计一种将换能器采集到的信号进行放大处理的信号调理电路,成为当前需要解决的关键性问题。为克服这一困难,本文设计了一款用于轴承故障检测的压电陶瓷超声波换能器以及针对其采集的信号进行处理的信号调理电路。首先,针对一些超声波换能器带宽较窄、灵敏度较低和应用性不强等不足,研制了一款超声波换能器。根据超声波换能器的工作机理和应用情况,构建换能器结构。根据超声波换能器材料和尺寸的相关理论,设计核心元件压电陶瓷片,并创建有限元模型,通过谐响应分析,确定换能器中心频率,通过分析换能器发送电压响应曲线,确定换能器工作带宽,从而完成对超声波换能器的结构设计及仿真分析。其次,针对超声波换能器阻抗过高和采集信号微弱等问题,设计了一种用于轴承故障检测的信号调理电路。将超声波换能器实际性能指标与应用场景结合,设置电路增益,根据增益、噪声与零点漂移等指标对电路的影响进行运放选型。结合电路增益与换能器带宽范围,确定反馈电容与反馈电阻的取值,从而在误差较小的前提下,实现对超声波换能器采集信号进行放大的主要功能。最后,对压电陶瓷超声波换能器进行样品研制及实验验证。对超声波换能器的结构设计研制样品,并测试研制样品的主要性能参数,分析其指标是否满足设计要求。通过建立旋转轴承模拟平台,对应用换能器采集超声数据进行处理,得到旋转轴承不同工况时域图,从而验证压电陶瓷超声波换能器的可用性。

关键词：轴承故障检测超声波换能器有限元仿真信号调理电路

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CMOS工艺的3D霍尔传感器

基于CMOS工艺的3D霍尔传感器

作者：王江名电子科技大学

学位级别：硕士

霍尔传感器被广泛应用在汽车工业、电力电子、航天军工、以及消费电子领域,利用霍尔传感器可以获取角度、位移、加速度、电流等信息。随着“中国制造2025”的提出各个企业的自动化程度都在不断提升,霍尔传感器在国内的需求将逐年增加。... 详细信息

霍尔传感器被广泛应用在汽车工业、电力电子、航天军工、以及消费电子领域,利用霍尔传感器可以获取角度、位移、加速度、电流等信息。随着“中国制造2025”的提出各个企业的自动化程度都在不断提升,霍尔传感器在国内的需求将逐年增加。与其他磁性传感器相比霍尔传感器与CMOS工艺具有良好的兼容性,可以将霍尔器件与各种调理电路结合降低生产制造成本,并提高传感器的测量精度、稳定性和减小失调误差。近年,在终端产品不断丰富的趋势下,只能测量单一方向磁场的霍尔传感器已经难以满足需要,本文就三轴霍尔传感器的研究提出了一种新方案。主要的工作内容包括如下:1、构建水平霍尔器件和垂直霍尔器件仿真模型。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立霍尔器件模型,研究不同结构的霍尔器件性能差别。进一步针对如何提升霍尔器件灵敏度详细研究了霍尔器件尺寸、接触极、覆盖层对灵敏度的影响。最终本文所设计的十字形水平霍尔器件的电流相关灵敏度为165.50V/（A·T）、电压相关灵敏度为0.0549 V/（V·T）,三接触四阱垂直霍尔器件的电流相关灵敏度为100.25 V/（A·T）、电压相关灵敏度为0.0161 V/（V·T）。2、构建三轴霍尔传感器模型。在设计水平霍尔器件和垂直霍尔器件的基础上,本文利用水平霍尔器件测量垂直方向磁场,垂直霍尔器件测量水平方向磁场的特性设计了测量空间磁场的三轴霍尔传感器。该三轴霍尔传感器由四个水平霍尔器件和四个垂直霍尔器件组成,四个水平霍尔器件等间距分布,四个垂直霍尔器件环绕在水平霍尔器件的四周,仿真结果表明该结构的三轴霍尔传感器角度测量精度低于0.05°。3、霍尔传感器的调理电路,霍尔器件直接输出的霍尔电压比较微弱此外输出信号还携带有失调和噪声,这不利于直接观察,因此需要设计合适的调理电路将霍尔电压放大并把无效的失调和噪声消除。本文利用四相旋转电流电路和相关双采样电路消除霍尔器件的失调和噪声,利用仪表放大器和全差分放大器对霍尔信号进行放大,仿真结果表明所设计的接口电路有效的消除了失调和噪声,最终霍尔传感器的输出的霍尔电压线性度误差为0.032%,灵敏度温度漂移为0.25%。

关键词：磁性传感器三轴霍尔传感器有限元仿真 CMOS工艺信号调理电路

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

小型化超长波接收机前端研究

小型化超长波接收机前端研究

作者：郑晨阳桂林电子科技大学

学位级别：硕士

超长波通信指的是使用波长在10km～100km的电磁波进行的远距离通信。超长波具有衰减小、抗干扰能力强、传播距离远的特点,重点应用于军事通信、导航、地质勘探以及授时领域,因此超长波通信对国家安全、海洋开发都有着重要意义。天线是... 详细信息

超长波通信指的是使用波长在10km～100km的电磁波进行的远距离通信。超长波具有衰减小、抗干扰能力强、传播距离远的特点,重点应用于军事通信、导航、地质勘探以及授时领域,因此超长波通信对国家安全、海洋开发都有着重要意义。天线是超长波接收机的核心部分,由于天线尺寸和波长相关,超长波接收机的天线大都体积庞大,不利于生产和安装。另外,超长波接收天线一般带宽窄、增益低、而且超长波波段有较多的干扰信号,进而导致接收到的信号强度弱、信息接收速率慢。本文主要针对超长波接收天线尺寸大、增益低的问题展开研究,主要内容如下:1.传统的超长波接收天线尺寸较大,针对这一问题,本文使用较高磁导率的磁芯制作了一款小型化的超长波接收磁天线。磁天线具有灵敏度高、易制作、尺寸小、带宽高等优点。本文从磁天线原理入手,结合磁性材料的特性,分析了磁天线接收信号的原理、构建了磁天线的等效电路模型并给出磁天线电路模型下的传输函数、阐述了磁天线的制作方法和流程。通过对磁天线参数的分析和计算,确定了磁天线线圈的绕制方法以及绕制匝数。所设计的磁天线工作频率在10k Hz～40k Hz、所采用的磁芯规格为17mm×17mm×250mm的长方体、天线骨架规格为直径50mm、长度100mm的圆柱。2.超长波接收天线的增益较低,针对这一问题,本文设计了磁天线后续的信号调理电路。信号调理电路由放大器和滤波器组成,兼顾高增益和低噪声。首先设计了两级级联的低噪声放大器并制作出实物,总增益达到60d B。设计了无源LC带通滤波器,具有矩形系数好,带内纹波小的特点。使用合金材料搭建了符合TB/T86d国家标准的低噪声测试环境,对所设计的信号调理电路进行本底噪声测试。实测结果显示,所设计的整套信号调理电路的本底噪声约为4.07nV/Hz。3.对所设计的磁天线进行加工制作以及调谐。使用3D打印技术制作了磁天线的骨架,采用顺接串联多层绕制漆包线的方法制作磁天线。对比分析了有无加载磁芯时,磁天线的性能。将磁天线和信号调理电路联合,对磁天线进行近场测试,并且和业界使用的磁天线进行对比。结果显示,本文所设计的磁天线在相同接收性能的前提下、尺寸缩减了50%。

关键词：超长波通信磁天线信号调理电路小型化

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

应力式涡街流量传感器测量系统研制及实验

应力式涡街流量传感器测量系统研制及实验

作者：吴晨合肥工业大学

学位级别：硕士

涡街流量计是基于卡门涡街原理进行流量测量的一种流量计,具有仪表内无机械可动部件,运行可靠,且测量结果不受流体的密度、温度等参数影响,成为目前国际上主要的流量仪表之一。涡街流量传感器是涡街流量计的信号检测装置,按测量方式可... 详细信息

涡街流量计是基于卡门涡街原理进行流量测量的一种流量计,具有仪表内无机械可动部件,运行可靠,且测量结果不受流体的密度、温度等参数影响,成为目前国际上主要的流量仪表之一。涡街流量传感器是涡街流量计的信号检测装置,按测量方式可分为应力式、热敏式、电容式和超声波式等多种类别。其中应力式涡街流量传感器一般采用压电传感器,具有响应快、成本低、可靠性高等优点,在涡街流量计中应用广泛。本文以应力式涡街流量传感器为研究对象,研究测量系统设计方法。具体内容如下:设计系统的信号调理电路。分析压电传感器输出信号特征,针对传统电荷放大器受运算放大器输入偏置电流与反馈电阻制约使得低频信号放大能力差的缺点,设计了一种带有电压负反馈的差动式电荷放大器,仿真和实验结果表明改进后的电荷放大器能够有效增强低频信号放大能力,对拓宽流量计量程具有积极作用;针对传统的带通滤波器组无法灵活调节通带频率以及所用元器件过多导致的成本高、功耗高的缺点,设计了中心频率可调的带通滤波器,大大简化了硬件结构,同时能够根据需要灵活调节中心频率,提高了滤波效果的同时降低了系统功耗。设计涡街流量传感器测量系统。根据流量信号特点、系统的功耗以及应用场景的要求,提出具备两种供电方式的宽量程、低功耗的系统设计方案。设计电池与电源两种供电方式的管理电路和保护电路,同时根据两种供电方式的特点和要求,在不同的供电方式下进行不同的信号测量方法和控制措施。采用超低功耗单片机MSP430F6459作为核心处理器,搭建相应的外围电路,同时设计人机接口电路并进行静电防护。设计两线制电压源供电方式下的电流输出电路以及两种供电方式下相应的脉冲输出电路。研究系统抗周期振动干扰方法。以工业现场测量中常见的管道周期振动干扰为研究对象,基于设计的硬件电路研究系统抗干扰方法。为了减小单片机的运算量,延长电池使用寿命,提出了基于可控带通滤波器的抗周期振动干扰方法,实验验证方法有效性,并进行系统软件设计。最后搭建实验平台对研制的系统进行相应模块的性能指标测试。

关键词：涡街流量计双供电方式信号调理电路低功耗单片机振动干扰

基于摩擦电原理的气动位置监测方法与实验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于摩擦电原理的气动位置监测方法与实验研究

作者：袁子棠长春工业大学

学位级别：硕士

随着自动化行业的快速发展,传感技术也在不断地进步和创新。气动技术是实现机械自动化的一种非常重要的手段,气缸作为气动系统中最重要的执行元件,所以对气缸运行状态的监测是非常有必要的。有效的气缸监测可以提高气动系统的效率和灵活... 详细信息

随着自动化行业的快速发展,传感技术也在不断地进步和创新。气动技术是实现机械自动化的一种非常重要的手段,气缸作为气动系统中最重要的执行元件,所以对气缸运行状态的监测是非常有必要的。有效的气缸监测可以提高气动系统的效率和灵活性,并有助于诊断和预防气缸故障,从而降低维护成本和停机时间。特别是在工业信息化蓬勃发展的今天,积极推动气缸定位技术的发展可助力智能气动技术的实现。因此,本课题基于摩擦起电与静电感应耦合原理,研制了一种摩擦电式气缸位置传感器能够实时监测气缸的运行状态,根据其电信号的特点设计了一种信号调理电路并开发了硬件模块,结合气动系统的实际应用需求搭建了集成式气动位置监测系统。首先,介绍了摩擦纳米发电机的基本原理,解释了其产生电信号的物理机理。阐述了独立层式摩擦纳米发电机的工作原理并构建了基本的物理模型,说明了其输出电信号的特点。结合基础的动力学理论和独立层式摩擦纳米发电机的物理模型,分析了气缸的运行状态对输出性能的影响,进一步解释了电信号的输出规律。下一步,开展了摩擦电式气缸位置传感器的结构设计和仿真分析,根据气动系统的实际应用需求,确定了传感器的结构参数并进行样机加工制作与组装,通过有限元分析仿真软件分析了传感单元在不同位置时的电势分布规律,验证了传感单元结构设计和尺寸参数的合理性,为后续实验测试提供支撑,阐明了传感器的检测原理。然后,搭建实验测试系统在不同测试条件下对摩擦电式气缸位置传感器的基本输出性能、负载特性和耐久性等实验研究,进行了传感器的基本特性的分析与验证。进一步,分析了传感器的位移测量性能和速度测量性能,并且通过商用光栅尺对其测量位移的准确性进行评估,结果表明该传感器准确可靠。最后,针对摩擦电传感器的信号特点,设计了一种具有阻抗匹配和模数转换功能的信号调理电路并进行了电路仿真分析和功能测试,开发了具有实时无线传输功能的集成硬件模块。结合气动系统的应用需求搭建了集成式气动位置监测系统,实现了气缸运行状态的实时监测。本文提出了一种检测气缸活塞位置的新方法,通过基本理论分析、仿真验证和实验研究等方法系统研究了摩擦电式气缸位置传感器的性能,进一步推动了摩擦电传感器在气动行业乃至自动化行业的应用。未来的研究工作包括提升摩擦电式气缸位置传感器的寿命,对集成式气动位置监测系统封装以适应不同的使用场景。

关键词：摩擦电传感器三相差分电极信号调理电路气动位置监测系统实时无线监测

一种LVDT/RVDT信号调理及BIT电路设计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种LVDT/RVDT信号调理及BIT电路设计

2019（第八届）民用飞机航电国际论坛

作者：李拓彬高广华黄波中国航发湖南动力机械研究所

LVDT/RVDT具有精度高、环境适应性好、可靠性高等优点,在航空发动机控制领域应用广泛。文章根据某型发动机的设计要求,提出了一种基于AD637转换器的信号调理电路。阐述了电路设计原理,并将其与常用的精密全波整流转换电路进行了对比分... 详细信息

LVDT/RVDT具有精度高、环境适应性好、可靠性高等优点,在航空发动机控制领域应用广泛。文章根据某型发动机的设计要求,提出了一种基于AD637转换器的信号调理电路。阐述了电路设计原理,并将其与常用的精密全波整流转换电路进行了对比分析。仿真结果表明,本文设计的信号调理电路在纹波幅值、响应速度等方面性能优于全波整流装换电路。

关键词：线性位移/角度差动变压器信号调理电路 AD637 精密全波整流电路

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

表面肌电信号测试中工频干扰的抑制

仪器仪表学报 2005年第2期26卷 193-195,210页

作者：罗志增任晓亮杭州电子工业学院杭州310037

介绍了一种表面肌电信号 (EMG)测试调理电路和信号处理的方法。表面EMG测量中最难处理的问题之一是工频(5 0Hz)干扰 ,它处在有效的肌电信号频带之中。针对表面EMG的测量特点设计了一种信号调理电路 ,使肌电信号和工频信号并行单独处理 ... 详细信息

介绍了一种表面肌电信号 (EMG)测试调理电路和信号处理的方法。表面EMG测量中最难处理的问题之一是工频(5 0Hz)干扰 ,它处在有效的肌电信号频带之中。针对表面EMG的测量特点设计了一种信号调理电路 ,使肌电信号和工频信号并行单独处理 ,避免了不加区分地采用工频陷波器 ,这一设计思想在实际的肌电信号检测时取得了较好的实验结果。

关键词：工频干扰信号测试抑制表面肌电信号信号调理电路信号处理信号频带工频信号设计思想陷波器测量

维普期刊数据库

穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统设计与试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

农业机械学报 2019年第5期50卷 79-87页

作者：王俊张海洋金鑫姬江涛高颂河南科技大学农业装备工程学院洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心洛阳471003

针对夹持力可调式穴盘苗自动移栽机取苗爪安装空间狭小、检测装备布置不当易伤苗或回带钵苗基质等问题,基于聚偏氟二乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜与软硬件融合信号调理技术,提出了一种穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系... 详细信息

针对夹持力可调式穴盘苗自动移栽机取苗爪安装空间狭小、检测装备布置不当易伤苗或回带钵苗基质等问题,基于聚偏氟二乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜与软硬件融合信号调理技术,提出了一种穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统,该系统由PVDF压电薄膜、信号调理电路、无线通信模块、信号采集软件系统组成。通过PVDF压电薄膜实时监测取苗爪对苗钵夹持力的变化情况,利用压电效应将夹持力转换为电荷量;通过信号调理电路,完成电荷-电压信号转换、信号放大、工频信号消除,以及削弱地面激励与自动移栽机工作产生的振动噪声;通过无线通信模块将硬件调理后的夹持力信号发送至基于Lab VIEW的信号采集软件系统,并采用卡尔曼滤波器滤除残余的振动噪声,最终实现苗钵夹持力的精确测量、显示、存储、报警等功能,达到减少苗钵损伤率、提高移栽成功率的目的。标定试验结果表明,夹持力检测传感器的平均线性决定系数为0. 991 4,平均灵敏度为1. 002 7,精度为6. 024%,满足移栽作业过程中夹持力测量准确性的要求;室内试验结果表明,苗钵夹持力检测系统具有较好的稳定性和一致性,适用于自动移栽取、投苗过程中苗钵夹持力的精准监测。

关键词：穴盘苗自动移栽机夹持力检测 PVDF压电薄膜信号调理电路卡尔曼滤波

维普期刊数据库

汽车ABS ECU烧录测试一体机设计与应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自动化仪表 2022年第4期43卷 101-105,110页

作者：王巍吴凯悦吴法海浙江万向精工有限公司浙江杭州311202 万向钱潮股份有限公司浙江杭州311200

以汽车防抱死制动系统(ABS)电子控制单元(ECU)的生产测试流程为研究对象,研发了一套集成式烧录测试一体机系统,用于产线上ECU的烧录测试自动化作业。硬件由工控机、负载箱、开关电源、烧录器、扫码枪、采集卡和气动治具组成。软件采用La... 详细信息

以汽车防抱死制动系统(ABS)电子控制单元(ECU)的生产测试流程为研究对象,研发了一套集成式烧录测试一体机系统,用于产线上ECU的烧录测试自动化作业。硬件由工控机、负载箱、开关电源、烧录器、扫码枪、采集卡和气动治具组成。软件采用LabVIEW开发,通过调用各设备的应用程序接口(API),实现了ECU各模块的检测。在系统的主界面,只需选择待测车型,后台即进行初始化配置,并自动调用对应的烧录程序和测试例程,从而保证了测试的一致性。同时,界面上还设置了自动/手动切换控制开关,保证了系统各功能模块可独立运行。实际应用表明,一体机交互界面友好、操作简便、测试效率高、通用性强,可满足基于不同传感器类型、不同通信协议的ECU程序烧录与功能检测。该系统对于电子手刹控制器、线控制动器和电子稳定性控制器的测试研究也具有一定的参考意义。

关键词：防抱死制动系统电子控制单元程序烧录功能测试信号调理电路数据采集 LabVIEW 故障诊断 CAN通信

维普期刊数据库