检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船电子工程 2024年第3期44卷 50-52页

作者：白效昆张会新中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

舱室排水系统是船舶的重要组成部分,随着通信技术与自动化技术的发展,舱室排水对自动化和智能化的要求也在不断提高。论文提出舱室排水系统的自动化设计思路,根据具体的控制要求,设计了基于嵌入式PLC和Mod-bus-RTU协议的舱室自动排水系... 详细信息

舱室排水系统是船舶的重要组成部分,随着通信技术与自动化技术的发展,舱室排水对自动化和智能化的要求也在不断提高。论文提出舱室排水系统的自动化设计思路,根据具体的控制要求,设计了基于嵌入式PLC和Mod-bus-RTU协议的舱室自动排水系统,结合Cortex-M3内核低功耗、低成本和高性价比的优势,再利用RS232/RS485搭配Mod-bus-RTU通讯协议组成网络,通过上位机监控整个系统,最终实现排水泵的快速启停控制,为船舶的安全行驶提供了保证。

关键词：嵌入式PLC Modbus-RTU Cortex-M3 舱室排水

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压敏电阻工艺误差的影响分析

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仪表技术与传感器 2023年第7期 8-11,16页

作者：王婧雷程梁庭冀鹏飞刘润鹏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

为了解决由于压敏电阻工艺过程中的工艺误差导致压力传感器输出灵敏度和输出量程产生偏差的问题,通过定位压敏芯片在工艺过程中产生误差的工艺步骤,分析相关步骤的误差对器件性能的影响。利用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等设备对欧姆... 详细信息

为了解决由于压敏电阻工艺过程中的工艺误差导致压力传感器输出灵敏度和输出量程产生偏差的问题,通过定位压敏芯片在工艺过程中产生误差的工艺步骤,分析相关步骤的误差对器件性能的影响。利用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等设备对欧姆接触区扩散开孔、DRIE刻蚀压敏电阻以及背腔刻蚀3个工艺步骤中引入的误差进行分析,分析结果表明前两个步骤引入的误差主要表现为电阻值的缩小,使得输出电压偏差最大达到8.24%,而背腔刻蚀引入的误差主要表现在电阻变化率上,使得输出电压偏差最大达到5%。在制备压敏电阻过程中可以通过控制这3个步骤的工艺精度来解决引入的工艺误差,从而提高器件的稳定性。

关键词：压力传感器压敏电阻 MEMS 工艺误差灵敏度

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高过载小量程加速度计结构优化与特性分析

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传感器与微系统 2023年第2期42卷 49-52页

作者：刘思远苏淑靖许福佳中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

在四边固支梁—质量块结构的基础上,优化设计了一种带有微梁的新型四边固支梁压阻式加速度计敏感芯片。通过在结构中引入微梁,有效解决了传统小量程加速度计固有频率与灵敏度相互制约的问题。利用有限元分析软件对优化后的结构进行分析... 详细信息

在四边固支梁—质量块结构的基础上,优化设计了一种带有微梁的新型四边固支梁压阻式加速度计敏感芯片。通过在结构中引入微梁,有效解决了传统小量程加速度计固有频率与灵敏度相互制约的问题。利用有限元分析软件对优化后的结构进行分析,得到结构的最大应力为2.6 MPa,固有频率为31 kHz,灵敏度为60.9μV/gn,抗过载为10000 gn。与传统高过载小量程加速度计相比较,有效地提高了加速度计的综合性能。

关键词：加速度计高过载小量程灵敏度固有频率

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地下震源能量场快速扫描定位算法

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探测与控制学报 2023年第2期45卷 92-98页

作者：庞珂李剑苏新彦刘晓佳魏晓曼孙袖山中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

针对地下浅层复杂空间中震源定位精度低,定位速度慢的问题,提出基于双种群量子粒子群(DIR-QPSO)联合可控波束形成(SRP)的震源定位算法。该方法首先基于Logistic混沌模型的全局遍历性构建震源定位的初始化种群;其次,利用DIR-QPSO主辅粒... 详细信息

针对地下浅层复杂空间中震源定位精度低,定位速度慢的问题,提出基于双种群量子粒子群(DIR-QPSO)联合可控波束形成(SRP)的震源定位算法。该方法首先基于Logistic混沌模型的全局遍历性构建震源定位的初始化种群;其次,利用DIR-QPSO主辅粒子群之间的相互约束,消除震源搜索过程中出现的局部收敛的现象;同时,利用SRP定位模型在空间中能量聚焦的特性,构建DIR-QPSO的适应度函数,实现大区域的精准搜索。在实际实验环境下,将该定位算法与QPSO联合走时偏振角度的算法进行对比,实验结果表明,该算法相比QPSO联合走时偏振角度的算法,提升了粒子搜索范围,使得收敛区域更加准确,同时定位精度在0.235 m以内,均方根误差(MSE)也减小至0.0003左右,算法总收敛时间最大减少了0.5392 s。由此可见该算法在定位速度和精度、粒子搜索范围、收敛区域等方面具有较强的优势,基本满足地下浅层复杂空间中震源定位的需求,有较强的实际应用价值。

关键词：量子粒子群双种群量子粒子群可控波束形成 Logistic混沌模型震源定位

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基于FPGA的UWB隧道内人员定位系统设计与实现

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现代电子技术 2024年第1期47卷 7-13页

作者：夏俊辉李杰罗飞舟彭晓飞常宏磊于海波中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中国运载火箭技术研究院宇航业务部北京100071

针对现阶段国内隧道施工中采用的通信定位手段通信信号不佳,无法提供精准定位信号的现象,基于现场可编辑门阵列(FPGA)为主控硬件提出一种以超宽带(UWB)定位技术为原理的无线传输定位系统,UWB定位基本原理基于三边测量算法并在后端数据... 详细信息

针对现阶段国内隧道施工中采用的通信定位手段通信信号不佳,无法提供精准定位信号的现象,基于现场可编辑门阵列(FPGA)为主控硬件提出一种以超宽带(UWB)定位技术为原理的无线传输定位系统,UWB定位基本原理基于三边测量算法并在后端数据处理中引入自适应卡尔曼滤波进一步提高其定位精度。该系统硬件层面具有低功耗、高效率的优点;算法层面卡尔曼滤波可以使系统达到更高精度,静态测距精度可达到0.1 m以内,动态测距精度可达到0.2 m以内。该系统可对工作人员长时间进行高精度、高效率的定位。经实验验证,该系统能够在无网络的情况下及时进行高精度跟踪定位,具有极强的鲁棒性。

关键词：现场可编程门阵列超宽带自适应卡尔曼滤波双边双向测距三边测量算法鲁棒性

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基于锁相放大器的电涡流金属分类系统设计

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电子技术应用 2024年第12期50卷 98-104页

作者：张炳鑫张志杰张泽学中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

电涡流检测是一种通过检测金属导体感应出的微小涡流信号来识别被测材料性质的方法。在利用电涡流检测技术进行金属分类时,微弱信号甚至会被噪声信号完全淹没,这使提取有效信号变得非常困难。针对这种实际问题,根据相关检测法设计了基... 详细信息

电涡流检测是一种通过检测金属导体感应出的微小涡流信号来识别被测材料性质的方法。在利用电涡流检测技术进行金属分类时,微弱信号甚至会被噪声信号完全淹没,这使提取有效信号变得非常困难。针对这种实际问题,根据相关检测法设计了基于锁相放大器的金属分类系统。在设计中,微弱待测信号经过低噪声放大后与两路正交参考信号进行互相关,再经过低通滤波电路后被采集,对被采集的信号进行计算即可实现对微弱信号的检测。实验结果表明,系统具有较高的精度和灵敏度,能够极大地提高信号的信噪比,实现对金属材料的快速分类,分类准确率可达93%。

关键词： AD630 相敏检波涡流检测锁相放大金属分类

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地磁传感器的拟合集成校准

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传感技术学报 2022年第1期35卷 44-48页

作者：雒茁君裴东兴黄子遥荆志伟仪器科学与动态测试重点实验室山西太原030051 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

在磁异常探测过程中,地磁传感器由于制作环节的不确定性所造成的自身误差,以及安装探测系统时的安装误差,共同影响地磁传感器测量值的准确性。采用基于椭球拟合的集成误差校准方法,通过传感器三轴旋转所得数据,进行椭球拟合之后,摈弃以... 详细信息

在磁异常探测过程中,地磁传感器由于制作环节的不确定性所造成的自身误差,以及安装探测系统时的安装误差,共同影响地磁传感器测量值的准确性。采用基于椭球拟合的集成误差校准方法,通过传感器三轴旋转所得数据,进行椭球拟合之后,摈弃以往采用方程式之间相对比的方法,利用所拟合椭球的几何特性进行代数求解,所得传感器误差系数完成校准。并通过实际实验对RM3100地磁传感器进行校准实验,所得结果表明校准后磁场强度测量均方根误差小于80 nT,说明此方法可以对地磁传感器进行有效的校准。

关键词：磁异常探测地磁传感器集成校准椭球拟合校准椭球几何特性

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基于FPGA的LVDS总线控制器的设计与实现

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舰船电子工程 2024年第2期44卷 214-218页

作者：文丰黄浩然贾兴中中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为保证在高速、多负载条件下LVDS总线的运行状态和传输速率满足应用需求,基于FPGA设计LVDS总线控制器,协议上优化了LVDS的总线占用方式、信号传输逻辑,并在物理层优化了总线结构以及节点接口。为防止低压差分信号失真以及接口失锁问题,... 详细信息

为保证在高速、多负载条件下LVDS总线的运行状态和传输速率满足应用需求,基于FPGA设计LVDS总线控制器,协议上优化了LVDS的总线占用方式、信号传输逻辑,并在物理层优化了总线结构以及节点接口。为防止低压差分信号失真以及接口失锁问题,采取信号编码和失锁预防措施,保证信号的稳定,增强总线的可靠性。经验证,该方案可提高总线带负载能力,保持高速率下的可靠传输。

关键词： LVDS 总线 8b/10b编码 FPGA

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一种NanEyeM微型高速串行图像传感器解码方法

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电子器件 2022年第3期45卷 515-520页

作者：何鑫景金荣张会新刘文怡熊继军洪应平中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为解决NanEyeM微型图像传感器高速异步串行数据解码困难和无法直接输出RGB图像的问题,提出了一种基于动态脉宽匹配、边沿跟随的数据解码算法,该算法在对数据进行解码的同时可将Bayer图像转换为RGB图像,实现了串行图像传感器直接输出RGB... 详细信息

为解决NanEyeM微型图像传感器高速异步串行数据解码困难和无法直接输出RGB图像的问题,提出了一种基于动态脉宽匹配、边沿跟随的数据解码算法,该算法在对数据进行解码的同时可将Bayer图像转换为RGB图像,实现了串行图像传感器直接输出RGB图像的功能。实验表明,通过该算法可以正确稳定地对NanEyeM图像传感器的数据进行采集、解码及进行图像格式转换,为进一步推广基于该微型图像传感器的应用提供了解码方法。

关键词： NanEyeM 数据解码高速异步串行通信 FPGA算法

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压电MEMS振动传感器信号采集系统设计与实现

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测试技术学报 2024年第6期38卷 695-702页

作者：武晓慧耿文平丑修建中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对硅基铌酸锂单晶薄膜压电MEMS振动传感器产生振动信号的特征,设计了基于FPGA平台的数据采集系统。该系统采用AD7606采样芯片,结合状态机的思想,完成了AD采样设计的时序图,实现了数据转换,转换后的数据使用FIFO进行存储,之后通过USB ... 详细信息

针对硅基铌酸锂单晶薄膜压电MEMS振动传感器产生振动信号的特征,设计了基于FPGA平台的数据采集系统。该系统采用AD7606采样芯片,结合状态机的思想,完成了AD采样设计的时序图,实现了数据转换,转换后的数据使用FIFO进行存储,之后通过USB 2.0传输到上位机进行处理。最后搭建了实物验证平台,利用此系统采集振动台输出的振动信号,并用MATLAB对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明,当加载加速度为3~20 g时,采集到的电荷与输入加速度之间有较好的线性度。该采样系统能够满足一定的采样速率要求,在压电MEMS振动传感器信号采集领域有广阔的应用前景。

关键词：压电MEMS振动传感器电荷放大器数据采集加载加速度电荷灵敏度

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