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心电信号放大滤波电路的研究与设计

四川理工学院学报（自然科学版） 2009年第4期22卷 107-109页

作者：陈光建何华平曾惠彬四川理工学院计算机学院四川自贡643000 自贡市第十中学校四川自贡643000

文章介绍了虚拟心电图仪的主要缺陷,提出了心电信号放大滤波电路的设计要求和总体设计方案,并给出了功能模块:前置放大电路、高通滤波电路、陷波器、主放大器以及低通滤波器的详细设计过程。该放大滤波电路较好地抑制了心电信号中的相... 详细信息

文章介绍了虚拟心电图仪的主要缺陷,提出了心电信号放大滤波电路的设计要求和总体设计方案,并给出了功能模块:前置放大电路、高通滤波电路、陷波器、主放大器以及低通滤波器的详细设计过程。该放大滤波电路较好地抑制了心电信号中的相关干扰,提高了虚拟心电图仪成像的质量。

关键词：心电信号信号干扰放大滤波

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便携式非分光红外SF_6气体检测方法研究

应用光学 2018年第4期39卷 545-550页

作者：沈婉常建华赵勇毅赵正杰裴昱南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

为了满足电力系统中对SF_6气体精确测量的需求,基于非分光红外差分检测原理,设计了一种便携式的SF_6气体传感器。系统采用单光束双波长结构,对直射式和梯形反射式气室进行光学仿真,最终确定了气室类型,提高了系统的紧凑性和灵敏度。在... 详细信息

为了满足电力系统中对SF_6气体精确测量的需求,基于非分光红外差分检测原理,设计了一种便携式的SF_6气体传感器。系统采用单光束双波长结构,对直射式和梯形反射式气室进行光学仿真,最终确定了气室类型,提高了系统的紧凑性和灵敏度。在电路方面设计了一种小信号放大滤波电路,有效地将有用信号从噪声中提取出来;传感器采用高精度高性能模数转换器将模拟电信号转换为数字信号送入单片机处理,大大提高了检测精度。实验结果表明,该传感器能够准确检测体积分数为0~2×10-3范围内的SF_6气体,满量程精度可达4.2%。

关键词： SF6气体气室仿真放大滤波 AD转换

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结构无线应变传感器设计、制作与测试

电子器件 2005年第3期28卷 461-465页

作者：喻言欧进萍哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

针对传统的应变采集传输方法存在的问题,结合电阻应变片工作机理,提出了一种用于结构局部应变监测的无线传感器及其系统;重点介绍了系统的核心部分,即无线应变传感器,的组成及功能;并详细讨论了该无线采集传输装置中典型电路的设计,给... 详细信息

针对传统的应变采集传输方法存在的问题,结合电阻应变片工作机理,提出了一种用于结构局部应变监测的无线传感器及其系统;重点介绍了系统的核心部分,即无线应变传感器,的组成及功能;并详细讨论了该无线采集传输装置中典型电路的设计,给出了软件流程图;最后对所研制的系统进行了实验。结果表明:所研制的无线传感器及其系统,具有采集准确、传输可靠、价格低廉、携带方便、简单实用等特点,适合在实际工程中应用推广。

关键词：无线传感器应变系统集成放大滤波微处理器

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基于TDLAS技术云水含量检测系统研究

基于TDLAS技术云水含量检测系统研究

作者：李泽麒太原理工大学

学位级别：硕士

云水含量检测在气象探测领域具有重要意义,在人工降雨过程中,准确测定高空中云雾含水量,可以有效提高降雨成功率,增加降水量。目前已有的云水含量传感器依赖于粒子、微波和热线仪测量法,但是在实际应用中存在体积大、功耗大和精度低等... 详细信息

云水含量检测在气象探测领域具有重要意义,在人工降雨过程中,准确测定高空中云雾含水量,可以有效提高降雨成功率,增加降水量。目前已有的云水含量传感器依赖于粒子、微波和热线仪测量法,但是在实际应用中存在体积大、功耗大和精度低等问题。本文基于可调谐半导体激光器吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术,研制了一种机载云水含量检测系统。该系统采用单板实现了激光器驱动、谐波信号处理、浓度反演功能,具有检测精度高,体积小,响应速度快,温度稳定性好的特点。具体研究内容如下:(1)构建云水含量检测系统整体设计方案。通过分析大气组分和水分子红外吸收光谱,选取1368.6 nm分布式反馈半导体激光器作为检测光源,并针对激光器温漂特性和可调谐功能,设计了驱动信号合成电路和基于MAX1968芯片的温控系统,用于稳定激光器输出频率。选用XMEGA64A3U微控制器作为主控芯片,由RS485通信协议完成上位机与下位机的数据传输。设计电流自平衡探测系统用于前置放大电路,可有效消除检测信号直流分量,提高信噪比。设计基于TLC7528芯片的正交锁相放大器,提高了测量的稳定性和抑制噪声的能力。(2)基于DDS技术通过CPLD合成了激光器驱动信号和用于谐波提取的倍频信号。采用模糊自适应PID控制方法结合激光器温控电路调节TEC热电制冷器,稳定激光器工作温度,保证系统检测精度。在Lab Windows/CVI开发环境下编写了上位机程序,实现数据实时显示和储存功能。(3)搭建可用于测量云水含量的试验平台。系统在不同浓度、不同温度下进行实时检测,与标准露点仪测量结果进行比对。实验结果表明,水含量在0～16 g/m范围内,误差小于5%,系统响应时间为10 s左右,在-55～+60℃条件下可正常工作,满足机载云层探测需求。

关键词：云水含量检测 TDLAS技术 DFB激光器放大滤波谐波检测

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基于反射光模型的红外甲烷传感器系统研制

基于反射光模型的红外甲烷传感器系统研制

作者：王昱东太原理工大学

学位级别：硕士

煤炭资源是目前我国的主要基础能源,在开采过程中所产生的瓦斯气体其主要成分是甲烷。虽然国家对安全生产工作,常抓不懈,但是由于瓦斯爆炸造成的煤矿安全事故,却从未中断。甲烷气体尽管不是大气的主要成分,它对温室效应造成的影响却远... 详细信息

煤炭资源是目前我国的主要基础能源,在开采过程中所产生的瓦斯气体其主要成分是甲烷。虽然国家对安全生产工作,常抓不懈,但是由于瓦斯爆炸造成的煤矿安全事故,却从未中断。甲烷气体尽管不是大气的主要成分,它对温室效应造成的影响却远比二氧化碳大得多。无论从环境保护角度,还是安全生产方面,对甲烷气体的实时精确检测都显得尤为重要。为了了解目前的研究动向及进展,对国内外红外检测技术进行了调研分析。自二十世纪七十年代末开始,欧洲就有学者利用光谱吸收法对大气污染进行监测。随后又有科研工作者从红外光谱理论、椭球形光学气室、光学热敏元件、优化探测器布局、信号调理、激光发射器等多方面进行了研究,而且取得了重大的进展,已经将实验室技术推广到了工业应用。国内红外检测技术,起步晚,发展迅猛,从光学吸收池、光路信号、检测系统、分子光谱理论等多角度进行了研究,取得了一定的进展,但距离工业应用还有一定的差距。从分子光谱理论角度,对红外检测甲烷气体进行了理论分析,在基础理论之上对空气中常见气体分子,使用HITRAN Database进行了红外光谱图的模拟,得出理论上红外技术检测甲烷气体的可行性。针对朗伯-比尔定律,提出吸收截面系数、光程长度、光的强度难以精确测量的三个检测问题,经过一系列理论推导、论证,建立了基于反射光模型的红外甲烷传感器模型。在模型基础上,借助已有的传感探头,设计了用以控制整个传感器的主控电路板,负责电源供给的电源电路,提供相关电压转换的电路,设计了传感探头接口电路,处理微弱信号的放大滤波电路,调试接口JTAG接口电路。在完成了电路板的焊接之后,对信号处理电路进行了性能分析比较。为了进行标定实验,搭建了标定实验平台,以1-Wire总线通信协议将标定实验数据写入、读出DS2431芯片,配合单片机进行了浓度计算模块的设计,并进行了实验测试。在排除其他干扰的实验测试基础上,得出温度对传感器精度的影响最大,基于传热学理论基础,对光学气室进行了导热、对流的热分析数值模拟,并提出了实用的温度补偿计算算法,经实验验证:该算法在0-4%浓度范围内,相比未补偿前,具有较高的精确度及稳定性。

关键词：红外甲烷传感器 HITRAN Database 放大滤波浓度计算标定实验温度补偿

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长时间海底声音采集技术研究

长时间海底声音采集技术研究

作者：张毅天津大学

学位级别：硕士

随着海洋技术的快速发展,人们对海洋噪声的探索也越来越深入。研究海洋噪声对了解各种海洋生物、水声设备的设计和使用以及水雷、鱼雷等水中兵器的改进和减小舰艇的噪声都是必不可少的。所以研究海洋噪声有着重大的意义和良好的发展前... 详细信息

随着海洋技术的快速发展,人们对海洋噪声的探索也越来越深入。研究海洋噪声对了解各种海洋生物、水声设备的设计和使用以及水雷、鱼雷等水中兵器的改进和减小舰艇的噪声都是必不可少的。所以研究海洋噪声有着重大的意义和良好的发展前景。本课题主要任务是在频率20Hz～20kHz带宽内,根据该噪声的特点和海洋环境的特点,开发设计了长时间海底声音采集存储仪,实现了长时间海底声音采集存储。并进行了三个月的海上试验,通过数据回放和处理,取得了良好的试验效果。本文主要完成以下几个方面的工作:1、在分析系统设计要求后,根据系统低功耗、电源管理、海量数据存储、数据快速回放和工作水深等特殊要求,提出了总体设计方案,进行了电路控制设计、软件控制设计和机械结构设计。2、根据海量数据存储、低功耗、小体积的特殊要求,设计了由32片2GB的工业级FLASH芯片组成的存储单元。总容量64GB。按照64个目录组织,实现了海量数据存储、低功耗、小体积的要求。3、根据系统低功耗的特殊要求,采用了多种降低系统功耗的方法,满足系统低功耗的要求。4、根据系统数据快速回放的要求,进行了USB传输单元硬件和软件的设计。5、完成了水槽多次测试试验和海底长时间测试,并对数据进行回放处理,试验结果证明系统满足设计要求。

关键词：海洋噪声低功耗放大滤波大容量存储 USB2.0 FLASH

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挖沟机导向杆应变应力测量仪的研制

青岛科技大学学报（自然科学版） 2013年第5期34卷 525-527页

作者：丁忠军李玉伟青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛266042 国家深海基地管理中心山东青岛266061

为了保障挖沟机沿海底输油管道安全运动,研制了挖沟机导向杆应变应力测量仪。设计开发了差分输入、两级放大滤波的高精度应变测量电路及专用测控软件,实现导向杆应变应力实时监测。在硬件设计方面,通过高精度仪表放大器AD620实现微弱信... 详细信息

为了保障挖沟机沿海底输油管道安全运动,研制了挖沟机导向杆应变应力测量仪。设计开发了差分输入、两级放大滤波的高精度应变测量电路及专用测控软件,实现导向杆应变应力实时监测。在硬件设计方面,通过高精度仪表放大器AD620实现微弱信号差分输入。在软件设计方面,基于虚拟仪器软件LabVIEW开发了应变应力测量仪测控软件。实验测试表明,该应变应力测量仪实现高精度设计要求。

关键词：应变测量实时监测导向杆放大滤波 LabVIEW

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NDIR甲烷传感器电路设计与实现

机械设计与制造 2015年第12期 240-242,246页

作者：李鑫梁娜石家庄职业技术学院电气与电子工程系河北石家庄050081

基于红外检测原理,以MSPF1611单片机为核心设计了NDIR甲烷传感器。针对NDIR甲烷传感器的核心电路部分,设计了NDIR甲烷传感器的电源电路和放大滤波电路;为检验放大滤波电路的放大和滤波性能,使用PROTEUS软件对所设计的放大滤波电路进行... 详细信息

基于红外检测原理,以MSPF1611单片机为核心设计了NDIR甲烷传感器。针对NDIR甲烷传感器的核心电路部分,设计了NDIR甲烷传感器的电源电路和放大滤波电路;为检验放大滤波电路的放大和滤波性能,使用PROTEUS软件对所设计的放大滤波电路进行了仿真,结果表明该电路具有较好的放大和滤波效果。实验室条件下,对NDIR甲烷传感器进行了全量程标准甲烷气体的检测性实验和对0.5%标准甲烷气体检测的稳定性实验,结果表明该传感器能够准确地检测出甲烷浓度和具有较好的测量稳定性。

关键词： MSPF1611 NDIR甲烷传感器电源电路放大滤波 PROTEUS 稳定性

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基于磁致伸缩效应的明渠水位测定仪研究

中国农村水利水电 2017年第1期 152-155页

作者：康端刚马孝义赵龙西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

为了提高灌区渠道水位测量的精度,设计了一种基于磁致伸缩材料磁滞伸缩效应的水位测定仪。根据明渠水位测量的要求,本设计主要对硬件电路进行了以下优化设计:采用NE555时基集成芯片产生激励脉冲信号;微弱回波信号的处理采用简单无源滤... 详细信息

为了提高灌区渠道水位测量的精度,设计了一种基于磁致伸缩材料磁滞伸缩效应的水位测定仪。根据明渠水位测量的要求,本设计主要对硬件电路进行了以下优化设计:采用NE555时基集成芯片产生激励脉冲信号;微弱回波信号的处理采用简单无源滤波器、高精度仪表放大器AD8420、专用集成有源滤波器LTC1562-2、电压比较器LM397处理;计时和数据处理采用16位超低功耗混合信号处理器MSP430F169单片机设计。经实验验证,结果表明本文设计的水位仪具有精度高、耐腐蚀、安装方便、工作稳定可靠等特点,适合灌区明渠水位的测量。

关键词：磁致伸缩效应脉冲激励放大滤波 MSP430F169 明渠水位测量