检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船电子工程 2024年第6期44卷 148-154页

作者：沈姝君何常德张彦军张国军中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

电容式微机械超声换能器(CMUT)具有良好的电声特性、体积小、容易制作阵列等优势,在医学和船舶领域具有广泛的应用前景。论文针对自主研制的一种密排结构CMUT超声换能器的驱动需求,设计了基于FPGA和以MAX14808芯片为核心的驱动电路。用... 详细信息

电容式微机械超声换能器(CMUT)具有良好的电声特性、体积小、容易制作阵列等优势,在医学和船舶领域具有广泛的应用前景。论文针对自主研制的一种密排结构CMUT超声换能器的驱动需求,设计了基于FPGA和以MAX14808芯片为核心的驱动电路。用该电路产生方波脉冲,在单端时钟、差分时钟、透明模式下进行了相差角、延迟时间、CMUT收发测试,比较了优缺点。测试结果表明,驱动电路的输出与INP1/INN1输入之间的相差角一致、单端和差分时钟模式下输出与INP1/INN1输入之间的延迟时间差距较小。收发测试时,接收信号随着距离的增加呈指数型衰减,随着输入电压的增加基本呈线性增加且有较小弧度,单端时钟模式的稳定性最好。驱动电路的时钟模式设计,能够重新同步主控芯片的所有数据输入,以减少与FPGA输出信号相关的相位噪声。论文为水下和医疗的超声成像系统提供了硬件支持,为CMUT测试研究提供方法。

关键词：电容式微机械超声换能器驱动电路超声成像系统时钟模式透明模式

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基于磁梯度张量不变量的系统非对准误差校正

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国外电子测量技术 2022年第5期41卷 155-158页

作者：荆志伟裴东兴雒茁君中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对工程应用中磁梯度张量系统的测量精度受阵列间非对准误差的严重影响这一问题,提出一种基于磁梯度张量不变量的系统集成校正方法。根据阵列间非对准误差的原理,建立非对准误差模型,且因为磁梯度张量不变量不随坐标系变化而变化的特性... 详细信息

针对工程应用中磁梯度张量系统的测量精度受阵列间非对准误差的严重影响这一问题,提出一种基于磁梯度张量不变量的系统集成校正方法。根据阵列间非对准误差的原理,建立非对准误差模型,且因为磁梯度张量不变量不随坐标系变化而变化的特性,以张量不变量构造目标函数并通过杂交粒子群算法解算误差参数。仿真结果表明,该方法改善率达92.2%,可有效校正阵列非对准误差。实验结果证明了该方法的有效性和正确性,可广泛适用于各种阵列结构的非对准误差校正,具有一定的应用研究价值。

关键词：非对准误差张量不变量杂交粒子群算法校正

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基于双十字形阵列磁性目标定位算法

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国外电子测量技术 2022年第4期41卷 37-41页

作者：荆志伟裴东兴雒茁君中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对目前传统的欧拉定位法易受地磁背景场的干扰,而多点磁梯度张量定位方法解算复杂的问题,提出一种磁性目标定位方法,然后通过对定位算法进行分析,对算法进行优化以及自校正,最后设计了双十字形阵列。仿真分析欧拉定位法与所提方法、... 详细信息

针对目前传统的欧拉定位法易受地磁背景场的干扰,而多点磁梯度张量定位方法解算复杂的问题,提出一种磁性目标定位方法,然后通过对定位算法进行分析,对算法进行优化以及自校正,最后设计了双十字形阵列。仿真分析欧拉定位法与所提方法、传感器精度以及基线距离对定位精度的影响,并进行实验验证。实验结果表明,所提算法将定位误差由16.9433 m降低至1.7457 m,可有效降低地磁场对定位精度的影响,定位精度较高。

关键词：磁性目标定位磁梯度张量双十字形阵列欧拉定位法

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基于VMD和POA-SVM的滚动轴承故障诊断

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微电机 2024年第10期57卷 42-47,61页

作者：高川苏淑靖中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对三相电机轴承故障状态识别的问题,提出一种变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)与孔雀优化算法(Peafowl Optimization Algorithm,POA)优化支持向量机(Support Vector Machines,SVM)结合的故障识别方法,通过VMD将轴承的不同故障信号数据分解为多个本征模态分量(IMF),首先,根据样本熵选出合适的IMF重构成最优的特征信号;其次,计算特征信号的时域特征、能量熵、多尺度样本熵值,构成多维特征向量矩阵;最后,使用孔雀优化算法对SVM的惩罚参数和核函数进行优化,建立POA-SVM诊断模型,将构建好的多维特征向量矩阵输入到模型中进行诊断。将孔雀优化算法支持向量机(POA-SVM)与金豺优化算法(Golden Jackal Optimization,GJO)支持向量机(GJO-SVM)、粒子群优化算法(Porticle Swarm Optimization,PSO)支持向量机(PSO-SVM)进行对照试验,结果表明,POA-SVM相比GJO-SVM和PSO-SVM在不同工况下的故障识别率和稳定性有明显的提高。

关键词：变分模态分解孔雀优化算法多尺度样本熵支持向量机轴承故障诊断

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cMUT阵元的声学分析与环形扫描成像

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应用声学 2022年第2期41卷 293-300页

作者：高鹏飞何常德张彦军张文栋王红亮任勇峰党荣李一凡王子渊孟亚楠沈姝君中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

电容式微机械超声换能器(cMUT)具有宽带宽、灵敏度高、机械阻抗低和与电子电路集成制造等优点。由于超声换能器声场设计的好坏决定了成像质量的优劣,为了明确阵元参数与辐射声场的关系,该文对不同的阵元参数进行了计算仿真。与压电陶瓷... 详细信息

电容式微机械超声换能器(cMUT)具有宽带宽、灵敏度高、机械阻抗低和与电子电路集成制造等优点。由于超声换能器声场设计的好坏决定了成像质量的优劣,为了明确阵元参数与辐射声场的关系,该文对不同的阵元参数进行了计算仿真。与压电陶瓷超声换能器的结构不同,cMUT阵元是由多个电容单元(cell)并联构成。因此分析了cell的半径、cell数量、间距、振动频率等阵元参数与辐射声场分布、远近场分界点、辐射声压、指向性的关系,并进行了声轴声压与指向性实验测试验证。理论与实验测试结果基本一致。通过仿真计算,选用一种已制备的指向性强、发射性能好的cMUT单阵元器件对鸡骨进行了环形扫描和成像,实现了对生物体组织横截面的超声CT成像,验证了所制备的cMUT器件的可用性。此研究对工业与医学成像领域具有重要的参考价值。

关键词：电容式微机械超声换能器声场指向性轴向声压环形扫描成像

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355nm全固态紫外激光刻蚀碳化硅影响因子分析

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传感器与微系统 2022年第10期41卷 22-25页

作者：雷程张成印梁庭李奇思王文涛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 动态测试技术山西省重点实验室山西太原030051

使用355 nm全固态紫外(UV)激光对碳化硅材料进行直写刻蚀,实验过程采取单一变量的原则4种影响因子对刻蚀结果产生的影响。结果表明:能量密度过大或过小都会增加刻蚀通道崩边尺寸,刻蚀深度随能量密度增大而增大;重复频率的增大会加重崩... 详细信息

使用355 nm全固态紫外(UV)激光对碳化硅材料进行直写刻蚀,实验过程采取单一变量的原则4种影响因子对刻蚀结果产生的影响。结果表明:能量密度过大或过小都会增加刻蚀通道崩边尺寸,刻蚀深度随能量密度增大而增大;重复频率的增大会加重崩边现象,同时会导致刻蚀深度的减小;扫描速度越大刻蚀通道的崩边尺寸越大,刻蚀深度越小;扫描次数的增加在增大刻蚀深度的同时会使通道侧壁形成一定的锥度。通过对实验数据的对比分析最终得出激光刻蚀碳化硅的最优参数,对今后进行激光加工碳化硅材料的参数选取具有一定参考价值。

关键词：激光刻蚀碳化硅单一变量法微通道

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基于FPGA高精度Δ-ΣADC温度采集存储系统设计

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电子测量技术 2022年第8期45卷 21-26页

作者：邢震震苏淑靖梁文科梁东飞郭杨盛中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对配置气体动态稀释比的气体校准仪中,温度的变化会影响气体的密度,从而影响它们通过质量流量控制器的质量流量,若不能实时采集温度稀释比会有较大的误差。本文利用四线制温度传感器PT100、外部激励恒流源、抗混叠滤波电路、24位Δ-Σ... 详细信息

针对配置气体动态稀释比的气体校准仪中,温度的变化会影响气体的密度,从而影响它们通过质量流量控制器的质量流量,若不能实时采集温度稀释比会有较大的误差。本文利用四线制温度传感器PT100、外部激励恒流源、抗混叠滤波电路、24位Δ-ΣADC组成的系统来测量气体室内的温度,恒流源激励PT100将温度信号转换为电压信号,然后通过Δ-ΣADC转换为数字信号,最后通过主控芯片FPGA进行数据采集并存储在Nor Flash芯片中。实测实验表明设计的系统测温分辨率可达0.05℃,重复性好,并且解决了引线电阻、自热效应、温度测量范围小的问题,具有一定的工程应用价值。

关键词：四线制恒流源 Δ-ΣADC 抗混叠滤波高精度 Nor Flash

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发动机进气总温总压光纤复合探针设计(特邀)

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红外与激光工程 2022年第10期51卷 24-31页

作者：刘杨杨贾平岗袁世辉王军万顺赵继春刘盾盾薛原熊继军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 中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术重点实验室四川绵阳621700

针对发动机进气口总温总压测量的需求,设计了一种滞止罩式总温总压光纤复合探针。首先,利用有限元法对探针结构进行气动仿真,分析了探针结构参数对测量结果的影响。在此基础上,制造了总温总压光纤复合探针,并搭建了静态测试系统测试了... 详细信息

针对发动机进气口总温总压测量的需求,设计了一种滞止罩式总温总压光纤复合探针。首先,利用有限元法对探针结构进行气动仿真,分析了探针结构参数对测量结果的影响。在此基础上,制造了总温总压光纤复合探针,并搭建了静态测试系统测试了其工作性能。实验结果表明,总温总压光纤复合探针可以工作在150℃,0.25 MPa的温压复合环境中,在常温至150℃范围内总压传感器的最大非线性度为0.5%,常压环境下总温传感器最大非线性度为4.04%。最后,根据温度数据完成了压力参数的温度解耦,全温区压力测量误差不超过1.55%。设计的总温总压光纤复合探针直径为5 mm,有效减少了探针对流场的干扰。

关键词：总温总压滞止罩法布里-珀罗光纤布拉格光栅温度解耦

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基于圆柱体耦合结构的液漏检测光纤传感器

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电子测量技术 2022年第22期45卷 19-23页

作者：李莹洁侯钰龙沈三民刘艳芳牛亚南中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结... 详细信息

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结构具有更高的耦合率。对聚合物光纤(POF)进行加工,得到插入损耗为0.31 dB的圆柱体耦合结构。LED灯带作为扫描光源,对带有耦合结构的光纤进行检测能力验证,当耦合介质由空气变为水时,光功率强度变化可达32.8%以上。实验结果表明,圆柱体耦合结构与现有耦合结构相比损耗明显降低,所涉及的光纤传感器能够对液漏进行有效检测。

关键词：光纤传感液漏检测侧向耦合多源

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基于排序网络的奇数大数逻辑门电路设计

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电测与仪表 2022年第11期59卷 189-193页

作者：王艳张楠郭靖中北大学电子测试技术国防重点实验室太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对SRAM存储器存在的软错误(Soft error),文章提出了一种可应用于差集码(Difference Set Code,DS)的奇数大数逻辑门(Majority Logic Gate,MLG)电路。论文构造的θ(θ为奇数)输入的MLG电路需要1个2^(-1)(θ+1)输入的排序网络、1个2^(-1)... 详细信息

针对SRAM存储器存在的软错误(Soft error),文章提出了一种可应用于差集码(Difference Set Code,DS)的奇数大数逻辑门(Majority Logic Gate,MLG)电路。论文构造的θ(θ为奇数)输入的MLG电路需要1个2^(-1)(θ+1)输入的排序网络、1个2^(-1)(θ-1)输入的排序网络、2^(-1)(θ-1)个2输入与门、1个2^(-1)(θ+1)输入或门。在FPGA上对比使用传统MLG电路和文中构造的MLG电路实现DS码译码器的硬件开销。结果表明,相比于使用传统MLG电路,DS码译码器在使用文中构造的MLG电路时,有效降低了Slices、逻辑延时、6-LUT、Flip-Flops。

关键词： SRAM存储器大数逻辑门排序网络 FPGA 硬件开销

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