美国国家标准局(NBS)对皮秒脉冲的测量技术

为了测量快速(皮秒～纳秒)重复电脉冲参数,NBS使用的主要系统基本上是由一台宽带(DC～18GHz)取样示波器和一台小型计算机所组成。本文叙述NBS采用的一些技术来减少脉冲测量中两个主要误差源的影响。这两个误差源是来自取样头电路引起的波形失真和取样时间跳动引起的失真。NBS所采用的技术是基于Tikhonov的反卷积法。     

可编程序控制器在力标准机上的应用

主要介绍了应用可编程序控制器（ＰＬＣ）对直荷式力标准机的电控系统进行彻底改造，其主要设计思想是以ＰＬＣ为核心，配上外围电路及执行机构完成对机器的自动化控制。改造后，设备由原手动控制变为一台自动化设备，抗干扰能力很强，运行稳定可靠。     

铷原子频标多参数测量及数据采集系统

提出了一种用于铷原子频标实验的灵活、方便的新型多参数、高准确度、大容量数据采集系统的构成方案.在硬件上运用KEITHLEY 2000型高准确度数字万用表和拍频计数法,既得到了很高的取样准确度,又省去了复杂的信号调理电路.在软件上,充分利用了WINDOWS的多任务操作和OLE技术,能够在不中断数据采集的情况下对已采集的数据进行处理,保证了数据的连续性和实时性.     

70GHz取样示波器上升时间与频响的校准

根据Nose-to-Nose校准原理,利用两台50 GHz取样示波器与一台70 GHz取样示波器两两对接,实现了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准,并与传统的扫频法和先进的光电脉冲法进行了比较。详述了70 GHz取样示波器上升时间与频响的校准原理、校准过程及校准结果。     

火焰稳定器截面燃油浓度分布的测量

本文研究了用电保温取样感头和连续取样的燃气分析方法在高速气流中测量火焰稳定器截面燃油浓度分布的试验技术。测定了稳定器截面气流速度与方向,修正了气流方向对取样精度的影响。确定了测量稳定器截面燃油浓度分布的等流动取样方法。取样总误差为±5％的量级。     

潜藏电路分析与故障模式影响分析相结合

把故障模式影响分析和潜藏电路分析相结合成一种可靠性综合分析方法可能性进行了专门论述，并举列加以说明，论证了此综合分析方法比任何单独的ＳＣＡ和ＦＭＥＡ能对系统进行更彻底地检查验证。     

地外天体取样返回的方法

正2020年,深空探测可谓热闹非凡。中国的嫦娥五号从月球取样返回,日本的隼鸟-2探测器从小行星龙宫取样返回,美国的"奥西里斯-雷克斯"(OSIRIS-REx)探测器也从贝努小行星上取得了样品,正在返回地球的途中。许多国家正酝酿从火星取样返回的计划。为什么人类对取样返回这么重视呢?特别是已经有了着陆探测,甚至对一些天体发射了巡视器,为什么还热衷于取样返回呢?本文将重点讨论取样返回的重要性,以及从小行星和火星表面取样返回的方法。     

数控锁相频率合成器设计与试验

针对北京ＴＴＣ＆Ｍ站地面编码遥测基带设备的性能指标要求,设计了一种高性能数控连续可调频率合成器,应用于航天测控系统中。重点介绍了利用锁相环技术提高输出频率的分辨率和稳定度的方法;详细论述了吞脉冲程序分频的思想及其电路构成;对锁相环路各主要组成部分的设计过程也作了说明。     

经济型轴类零件形位误差测量仪的研制

在偏摆仪基础上,以ＭＣＳ－５１单片机为核心,研制了“经济型轴类零件形位误差测量仪”。介绍了测量仪的机械结构、硬件电路及软件设计原理,并对测量仪的误差进行了分析。该仪器可用于圆度、轴线直线度、同轴度和径向跳动误差等项目的测量。     

取样示波器瞬态响应的光电校准技术研究

本文介绍了一种使用光电方法对取样示波器瞬态响应进行校准的技术。该技术基于飞秒激光和光导开关原理,实现了超快电压脉冲的产生和探测,获得可用于取样示波器校准的信号,之后利用时基修正、抖动修正、反卷积等处理手段,实现了取样示波器瞬态响应的校准。本技术能够获得取样示波器完整的冲激响应和阶跃响应,具有非常重要的意义。     

多通路激光火工品等效测量装置设计

激光火工品起爆系统的功能完整性影响着火工品的正常起爆。为了检测起爆系统的完整性,设计了一款以FPGA为核心的多通道激光火工品等效测量装置。该装置利用光电转换电路、放大滤波电路、A/D采样电路以及双SDRAM存储机制对每个通路的起爆激光功率进行连续采样,并通过板载CPCI总线与上位机完成控制指令和数据交换。试验表明,该装置激光功率采样精度和时序采样精度均满足设计要求,系统设计方案可行。     

磁选态铯原子钟弱信号直接采样方法研究

磁选态铯原子钟的输出频率与铯束管输出的弱电流信号有关，影响其频率稳定度。为了提高其频率稳定度技术指标，在对磁选态铯原子钟主伺服电路弱信号压频转换（V-F）和模/数 (A/D)直接采样对比的基础上，设计了基于DSP28335芯片的A/D直接采样电路，利用CAN总线通信技术与主控CPU板进行通信，实现整钟闭环锁定的方案。通过试验与被测磁选态铯原子钟现有压频转换法进行对比，结果表明，所设计的A/D直接采样法较压频转换法减小了磁选态铯原子钟相对频率偏差范围，改善了短期频率稳定度，具有实用价值。     

150kV/30kW逆变式电子束焊接高压电源设计

针对150kV/30kW电子束焊接高压电源高电压、大功率输出的要求,低压电路采用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)逆变隔离直流电源与逆变全桥串联的主电路拓扑,高压电路由3组升压变压器与10倍压整流电路的串联结构并联组成;设计了高压采样电路、束流采样电路,以及双闭环控制电路.基于上述技术,实现了150kV/30kW高电压大功率输出.实验结果表明高压加速电源的输出线性度和束流输出线性度较好,同时高压稳定度和束流稳定度均在0.5%左右,能够满足电子束焊接的要求.     

微重力环境中的气体质量流量控制器研究

提出了一种高可靠气体质量流量控制器设计. 介绍了该流量控制器的原理和结构. 通过比较不同的气体流量传感器和阀门, 选择了可满足空间科学实验设备可靠性要求的MEMS传感器和针阀. MEMS质量流量计的输出电压(代表实际气体流量), 经过减法电路放大和A/D采样之后, 与设定电压(代表设定的气流流量)进行比较, 差值信号输入给PID控制器, 由其输出步进电机的控制脉冲数和方向, 步进电机驱动器驱动电机调节流过针阀的气体流量, 使之与设定流量相等. 给出了利用该气体质量流量控制器控制氧气流量的实验结果. 该系统可实现流量的灵活调节, 并具备空间科学实验设备所要求的性能, 为未来在空间利用气体流量连续可调的质量流量控制计进行燃烧科学实验奠定了基础.      

磁层电场仪前端信号处理电路研究

针对磁层稀薄等离子体环境中的电场测量,设计了一种电场仪前端信号处理电路方案.双探针电场仪通过向等离子体输出驱动电流,测量两探针间的电位差,从而测量空间电场的探测仪器.在磁层稀薄等离子体环境下,等离子体阻抗较高,电场仪探针将工作在较高的工作电压上.若探针电压接近或超过电路耐压值,则可能会影响探测结果,甚至损坏电场仪.本文结合低偏置电流的电压跟随方案和反馈悬浮电源控制方案,解决了稀薄等离子体环境中电场测量的弱电流采样和高动态电位处理问题,并采用低噪声元件和特殊电路设计,控制电路噪声.测试结果显示,本方案可使探针适应±100V的悬浮电位,实现150kHz带宽的电场信号测量,且噪声小于14nV·mHz-1/2,满足目前空间电场仪测量精度需求.      

锂离子电池极片涂层厚度在线测量系统

锂离子电池极片涂层厚度的实时高精度测量是实现对锂电涂层厚度控制的前提。针对在生产过程中的锂离子电池极片涂层厚度动态、非接触、高精度的测量要求,设计了一种基于非接触式电容传感器进行微位移测量的在线式测量系统。介绍了传感器结构及测量电路基本原理,搭建了适用于锂离子电池极片涂层厚度测量的硬件系统,开发了可用于数据采集、线性校正、数据记录的基于虚拟仪器技术的测试系统。经测试,该传感器的分辨力为0.1μm,现场长期运行证明该系统满足生产的测量要求。     

基于频谱法的航空起动发电机故障检测与诊断

对航空直流起动发电机的电枢电流波形进行频谱分析可有效地对电机的故障进行检测和诊断.由于电机在运行时其转速是变化的,而电枢电流的纹波信号与电机转速成正比,若对电流进行定时采样,则其频谱会散布在很宽的频率范围内,使频谱特征模糊化,难于利用频谱特征进行故障检测和诊断.采用与转速同步的电流采样方法,得到的频谱称为"阶比谱",在阶比谱上,频谱成分是单一的,因此容易用它来进行故障检测和诊断.文中对起动发电机进行了实验,对线圈短路、绕组元件与换向片开焊、相邻导体短路和转子偏心等四种故障成功地进行了检测和诊断.      

高准确度的超低频交流电压表设计

分析了超低频交流电压信号的测量方法,设计了基于采样计算方式的超低频交流电压测量方案。设计了以高速高精度A/D转换器和高性能DSP处理器为核心的超低频交流电压表硬件电路,设计了基于线性插值的非同步采样同步化算法,设计了基于复合梯形求积公式的有效值算法。对所研制的超低频交流电压表进行了量值溯源与校准测试,测试结果表明所研制的超低频交流电压表测量频率下限达到了0.001Hz,测量不确定度优于0.01%。     

便携式太阳电池特性参数获取系统

为了快速以及准确地获取太阳电池的特性参数（包括光生电流、反向饱和电流、二极管理想因子、串联电阻、并联电阻、短路电流、开路电压、最大输出功率、最佳工作电压、最佳工作电流和填充因子等11个参数）,研制了一套由太阳模拟器模块、控制及处理模块、电子负载模块、信号采集模块、按键模块和显示模块6个部分构成的测试系统.该系统的主要特点在于,依次采用程控恒流型和恒压型电子负载以及变频采样技术,实现太阳电池电流与电压信号高精度测量;集成太阳电池参数解析提取算法进入数字信号处理芯片,实现便携式提取电池光生电流等参数.对不同光强下单晶硅太阳电池的测量以及数据拟合,获取了11个特性参数;并得到拟合曲线中电流最大均方误差小于0.006 A,证实参数获取是正确的.