检索结果-内蒙古大学图书馆

计量学报 2025年

作者：张文平李晨苗静极限环境光电动态测试技术与仪器全国重点实验室中北大学宽禁带半导体超越照明材料与技术全国重点实验室苏州科技大学机械工程学院

航空发动机部件在高温环境下因机械问题而引起失配异位导致运行失常，严重影响飞行安全。为了实现对恶劣环境下发动机刚性曲面轴的运行状态进行监测，提出了一种基于阻抗匹配和电涡流效应的刚性曲面轴径向位移无线测量方法，利用丝网印... 详细信息

航空发动机部件在高温环境下因机械问题而引起失配异位导致运行失常，严重影响飞行安全。为了实现对恶劣环境下发动机刚性曲面轴的运行状态进行监测，提出了一种基于阻抗匹配和电涡流效应的刚性曲面轴径向位移无线测量方法，利用丝网印刷和高温烧结工艺实现传感器探头的制备，位移信号通过探头与刚性曲面轴之间的电磁耦合进行无线传输到网络分析仪，位移量的变化导致S11（回波损耗）的变化。测试结果表明，常温条件下在0～15mm位移范围内位移量与S11严格单调，验证了该方法在刚性曲面轴位移无线测量的可行性；在200 ℃高温环境下，位移传感器的分辨率可达10 μm，最大重复性误差为1.16%和最大相对误差为1.19%。

关键词：力学计量阻抗匹配刚性曲面轴径向位移电涡流效应

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基于RS422+SRIO高速长线通信的设计与实现

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国外电子测量技术 2022年第11期41卷 180-187页

作者：甄国涌闫凯荣张凯华中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国家重点实验室太原030051

在进行飞行试验时,为解决大容量数据在传输过程中传输距离不足且传输可靠性差的问题,提出了一种基于ZYNQ的“RS422+SRIO”的数据传输方案。设计通过RS422接口电路实现对遥测组合上行指令下发及下行状态返回;并通过SRIO接口,使用Xilinx的... 详细信息

在进行飞行试验时,为解决大容量数据在传输过程中传输距离不足且传输可靠性差的问题,提出了一种基于ZYNQ的“RS422+SRIO”的数据传输方案。设计通过RS422接口电路实现对遥测组合上行指令下发及下行状态返回;并通过SRIO接口,使用Xilinx的SRIO IP核,再经过光模块连接光缆实现远距离数据发送和接收。为了防止电磁干扰导致串口接收信号的高低电平误判,增加串口精准采样软件设计,保证串口接收信号的可靠性,并在PS接收串口回传数据时使用DMA+乒乓操作的缓存方式,解决串口回传数据易丢失的问题。经大量试验验证,该方案能够通过RS422接口实现指令精准下发和状态数据的零误码接收;以及在15 km光缆连接的条件下,SRIO接口实现444.44 MB/s的零误码可靠性传输。

关键词： ZNNQ RS422 SRIO 远距离 DMA

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多光谱温度测量反演算法研究

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 293-300页

作者：刘睿辰孙鹏王高王彬翰杜秀昊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

多光谱测温方法相较于传统单光谱测温方法而言,其具有非接触测量,响应速度快,鲁棒性好等优点,被广泛地用于科学研究,工业生产等领域;然而,光谱发射率的求解是多光谱测温方法中无法避免的问题;通过引入一种参考温度模型可将光谱发射率的... 详细信息

多光谱测温方法相较于传统单光谱测温方法而言,其具有非接触测量,响应速度快,鲁棒性好等优点,被广泛地用于科学研究,工业生产等领域;然而,光谱发射率的求解是多光谱测温方法中无法避免的问题;通过引入一种参考温度模型可将光谱发射率的求解转换为带约束的极小值优化问题;对于此问题,采用了两种启发式算法和3种其他混合算法对其进行求解,经实验测试实现了对算法性能的检验和评估;结果表明,遗传算法总体精度较高,粒子群算法速度较快,3种混合算法在一定程度上平衡了两种算法的性能优势;实际测量数据的反演结果表明,5种算法的平均相对误差均小于1.17%,满足了实际测量需求;此外,通过对比分析了不同算法在不同模型下性能,为不同测试场景和优化目标下的算法的选择提供了依据。

关键词：多光谱温度测量发射率参考温度模型启发式算法算法分析

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基于分布式传感器的地下浅层震源定位

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 317-324页

作者：裴志鹏李剑李晋张鑫马翊翔臧丹枫中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对无线传感器网络中的(TDOA)节点无源定位中的非线性优化问题,提出一种基于双种群粒子群(DIR-WOA)的鲸鱼优化的TDOA定位算法;在标准鲸鱼算法的基础上,引入混沌模型,改进粒子种群生成方式,利用主辅粒子群进行相互制约,有效解决粒子易... 详细信息

针对无线传感器网络中的(TDOA)节点无源定位中的非线性优化问题,提出一种基于双种群粒子群(DIR-WOA)的鲸鱼优化的TDOA定位算法;在标准鲸鱼算法的基础上,引入混沌模型,改进粒子种群生成方式,利用主辅粒子群进行相互制约,有效解决粒子易陷入局部最优的问题,迅速得到全局最优解;仿真结果表明,改进算法相较于标准鲸鱼算法,增强了粒子搜索范围,算法收敛时间减少了0.568 8 s,定位误差减小到0.029 m。

关键词：双种群粒子群非线性优化时差定位混沌模型鲸鱼算法

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基于AES的改进视频加密测试

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计算机测量与控制 2024年第3期32卷 17-23,43页

作者：杜宸罡李博画芊昊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了使得视频加密技术具有更加良好的加密效果,在原本AES加密算法基础上进行了创新,通过加密元素的选取、运动矢量的加密方案设计、DCT变化系数的加密方案设计三部分进行了展开分析与实验;经过后续仿真验证,密钥敏感性得到了很好的提升... 详细信息

为了使得视频加密技术具有更加良好的加密效果,在原本AES加密算法基础上进行了创新,通过加密元素的选取、运动矢量的加密方案设计、DCT变化系数的加密方案设计三部分进行了展开分析与实验;经过后续仿真验证,密钥敏感性得到了很好的提升;视频质量方面,改进后的AES算法的RGB直方图可知其加密效果和解密还原效果良好,经过对比分析,改进后的AES算法加密的SSIM值最小、PSNR值更低,即加密效果相对更好;经过计算可知,编码时间百分比增加了0.23%,解码时间百分比增加了8.56%,对NPCR、UACI以及加密前后视频帧像素对的相关系数等参数分别测试可知,相比前人的几种加密方式,改进后视频加密安全性能最好;综上分析可知,改进后视频加密效果最好。

关键词： AES加密运动矢量 DCT变化系数密钥敏感性运算效率

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一种用于电磁能量收集的可扩展宽频超表面能量收集器

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微纳电子技术 2023年第4期60卷 558-565页

作者：尉易庆张斌珍段俊萍中北大学微米纳米技术研究中心省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

设计了一种用于X波段和Ku波段电磁能量收集的可扩展宽频超表面能量收集器,其由周期性结构单元、整流器和负载组成。通过结构单元相互连接构建能量传输通道,实现入射能量的传输和聚集,进而增强了超表面能量收集器捕获能量的能力。通过超... 详细信息

设计了一种用于X波段和Ku波段电磁能量收集的可扩展宽频超表面能量收集器,其由周期性结构单元、整流器和负载组成。通过结构单元相互连接构建能量传输通道,实现入射能量的传输和聚集,进而增强了超表面能量收集器捕获能量的能力。通过超表面阵列和整流器的共面集成设计,减少了能量传输中的功率损耗,并简化了结构。仿真结果表明,该超表面能量收集器在6.5~19 GHz频带下具有良好的吸收,在12.75 GHz谐振频率下具有98%的半功率带宽。对制备的10×9的超表面有限阵列进行测试,结果表明,在可用输入功率为16 dBm时,超表面能量收集器的射频-直流转换效率最高可达56.2%。设计的超表面能量收集器具有宽带吸收、阵列数量可扩展的特点,能够在不同环境下高效地收集电磁能量。

关键词：超表面能量收集器环境能量收集(AEH) 整流器宽频倍压整流器

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基于MPC的音视频同步码率自适应测试

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计算机测量与控制 2024年第4期32卷 54-60页

作者：杜宸罡李博画芊昊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

随着信息化的发展,音视频流媒体技术应用面越来越广,为了使得音视频流媒体技术尤其是在直播方面拥有更好的性能,得到更多用户的好评,采用在原本HTTP的动态自适应流标准的视频流媒体架构下引入MPC控制算法并将MPC与码率自适应算法相结合... 详细信息

随着信息化的发展,音视频流媒体技术应用面越来越广,为了使得音视频流媒体技术尤其是在直播方面拥有更好的性能,得到更多用户的好评,采用在原本HTTP的动态自适应流标准的视频流媒体架构下引入MPC控制算法并将MPC与码率自适应算法相结合的方法,进行对AAC优化、确定预测模型、测试音视频同步的影响因素以及PSNR-Y分量、测试切片时长与跳帧时延,计算最终的QoE用户评价指标来进一步检测音视频流媒体技术的优劣;经实验仿真测试可知,相比前人的相关算法,在不同直播场景下以及不同网络环境下均有更加良好的QoE值,平均QoE用户评价指标明显更高,为1 237.282 6;综上分析可知,MPC的音视频同步码率自适应算法各项性能最好。

关键词：音视频流媒体 HTTP协议模型预测控制码率自适应算法音视频同步 QoE用户评价指标

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基于Vivado HLS的内窥镜实时暗部增强算法设计

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电子测量技术 2022年第23期45卷 31-37页

作者：王云峰范正吉何鑫景金荣洪应平中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

医用内窥镜的探头体积有限,使用环境特殊,照明条件有限,故图像的暗部处理显得尤为重要。本设计提出一种快速的彩色图像暗部增强算法,首先对采集到的RGB888格式视频流图像进行通道分离,然后通过卷积的方式对每个通道进行特定窗口大小的... 详细信息

医用内窥镜的探头体积有限,使用环境特殊,照明条件有限,故图像的暗部处理显得尤为重要。本设计提出一种快速的彩色图像暗部增强算法,首先对采集到的RGB888格式视频流图像进行通道分离,然后通过卷积的方式对每个通道进行特定窗口大小的均值滤波来进行区域特征提取。最后对滤波后三个通道的每个对应点取平均值,代入特定参数的Logistic函数,得到的结果为该帧图像该位置像素点的增益,并将其应用于原图。本设计以Xilnx公司推出的Zynq系列ARM+FPGA SoC平台为载体,使用Vivado HLS进行AXI-Stream接口视频流处理算法的开发,并生成IP在FPGA端运行。经过实验,本算法在Zynq7020平台处理400×400@30 fps的一帧图像仅需1.6 ms,保证了视频流输出的实时性。同时把内窥镜伸入口腔观察算法处理前后的视频流图像可知,本算法在保证区域对比度的同时增强了暗部亮度,较好的提升了医用内窥镜视频流的暗部质量。

关键词：内窥镜暗部增强 ZYNQ Vivado HLS 视频图像处理

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面向电容式微机械超声换能器器件的32通道收发电路设计与测试

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应用声学 2022年第3期41卷 436-446页

作者：陈谋何常德孟亚楠张斌珍任勇峰张文栋中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对以电容式微机械超声换能器(CMUT)阵列为探头的超声成像系统,设计了一种兼具现场可编程门阵列(FPGA)控制、脉冲驱动以及微弱电流信号检测功能的电路。利用FPGA产生64路控制信号,控制脉冲信号的频率、脉冲个数、占空比等参数;脉冲电路... 详细信息

针对以电容式微机械超声换能器(CMUT)阵列为探头的超声成像系统,设计了一种兼具现场可编程门阵列(FPGA)控制、脉冲驱动以及微弱电流信号检测功能的电路。利用FPGA产生64路控制信号,控制脉冲信号的频率、脉冲个数、占空比等参数;脉冲电路在FPGA以及直流电压的控制下,产生32路脉冲信号;接收电路通过跨阻放大结构实现32路电流信号检测;32通道收发电路利用脉冲产生芯片内自带的T/R开关进行高压隔离。通过搭建测试平台,对收发电路功能及一致性进行测试,并连接CMUT进行自发自收测试。测试结果表明,32通道收发电路具有良好的一致性,电路可以实现基于CMUT阵列的32通道超声信号的发射,检测回波信号,并对CMUT器件的带宽进行测试。电路具有功能完善,结构稳定的优点,为基于CMUT阵列的超声成像系统的应用提供了硬件支持。

关键词：电容式微机械超声换能器 FPGA控制脉冲驱动电流信号检测收发

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非稳态环境下塞式热流传感器的仿真与分析

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科学技术与工程 2022年第7期22卷 2701-2708页

作者：徐秋瑾杜红棉马游春王家祺中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

非稳态热流密度是战斗部热毁伤威力评估的重要参数。针对爆炸场非稳态测试环境恶劣、气体高速流动、温度变化迅速的问题,对塞式热流传感器的组成材料、热敏元件等进行了重新选择。根据塞式热流传感器的组成结构和测量原理进行了理论推导... 详细信息

非稳态热流密度是战斗部热毁伤威力评估的重要参数。针对爆炸场非稳态测试环境恶劣、气体高速流动、温度变化迅速的问题,对塞式热流传感器的组成材料、热敏元件等进行了重新选择。根据塞式热流传感器的组成结构和测量原理进行了理论推导,得到了塞式热流传感器测量热量的数学模型。针对非稳态爆炸场环境特点,对塞式热流传感器的热敏元件进行了爆炸冲击波下的应力仿真,获得了抗压力冲击的热敏元件参数,之后进行了非稳态热流的热力学仿真,得到了传感器热敏元件的温升曲线,最终确定了热敏元件的厚度与直径等要素。仿真结果表明,所设计的塞式热流传感器量程为0~9.6 MW/m^(2),响应时间为70 ms,测量误差为3.1%。此结果在一定程度上可满足爆炸场热流密度测试需求。

关键词：热流密度热力学有限元分析热流传感器

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