基于电容感测高温隔离触控模块的研制

电容式感测是一种低功耗、低成本且高分辨率的非接触式感测技术,适用于接近检测、手势识别和远程液位感测等。采用FDC2214电容式传感技术检测触控按键,有效去除干扰。将检测值通过IIC总线传送给MSP430单片机,使用自适应算法处理数据以确定某个物体是否在目标感应区域内,最远感应距离可达30cm。在工厂应用中可用厚玻璃窗实现对恶劣环境的隔离,人机交互时无需进入高温、灰尘、油渍等恶劣环境就可实现操控,保证了安全性并节省了成本。     

基于电容感测高温隔离触控模块的研制

电容式感测是一种低功耗、低成本且高分辨率的非接触式感测技术，适用于接近检测、手势识别和远程液位感测等。采用FDC2214电容式传感技术检测触控按键，有效去除干扰。将检测值通过IIC总线传送给MSP430单片机，使用自适应算法处理数据以确定某个物体是否在目标感应区域内，最远感应距离可达30cm。在工厂应用中可用厚玻璃窗实现对恶劣环境的隔离，人机交互时无需进入高温、灰尘、油渍等恶劣环境就可实现操控，保证了安全性并节省了成本。     

一种新型温度传感器即将获中国发明专利权

甘肃酒泉机电化学工业总公司王国章同志发明一种全新技术方案的温度传感器及属于同一技术构思的温度控制器。该温度传感器主要由一种全新技术方案的温度敏感元件和传感电路所组成，与现有技术的温敏元件相比，具有几乎复盖热电偶、热电阻、半导体热敏元件不能适应的强酸、强碱及腐蚀性介质及各种恶劣环境中工作。敏感元件不存在电阻温度系数的非线性问题，工作稳定性、互换性好，使用可靠，寿命长，不易发生故障，对温度的指示记录和控制都更加方便。其结构简单，成本低廉，而信号转换及温度显示准确度很容易达到0.001℃甚至更高。传感元件与敏感元件之间可以有电的连接，进行有接触的检测，也可以没有电的连接，进行非接触检测，每一传感元件可以对多个敏感元件进行循环的、轮换的检测及对多个温控区进行测控。该技术可广泛应用于各种家电产品及电加热和电制冷产品以及石油、化工、仪器加工等生产工艺流程的温度测控和显示，也可用于汽车、火车、飞机、轮船、驾驶室候车厅、宾馆、病房、实验室等室内的温度测控和显示，还可用于遥测遥控等技术领域。该发明已申请中国发明专利并通过实质审查，进入授权程序，发明人表示面向国内外寻求转让或合作开发。 　　联系人：王国章　　咨询电话：0937-2663334， 0997-8623334。     

基于感应传感的位置增量编码器设计

为解决传统编码器的易损坏、可靠性不高、更换价格昂贵的问题,提出采用非接触式、电感感应传感设计位置编码器的方案。用LDC1312数字电感传感器作为感应探头,检测涂有金属物的旋转圆盘,将其感应测量到的数据通过IIC接口送入MSP430F5529处理数据,实现对旋转圆盘位置的检测。该设计与机械编码器相比,具有寿命长、可靠性高,适用于在油渍、潮湿、灰尘等恶劣环境工作的优点。     

一种面向星载计算机的功能级功耗估计方法

在星载计算机的软硬件协同设计过程中需要解决处理器功耗估计问题.现有的工具和方法主要面向ARM或DSP处理器,缺乏可用于LEON3处理器的软件功耗估计方法.针对这一不足,基于功能级功耗分析方法进行功耗估计,重点解决LEON3处理器的功耗建模问题.提出了从C代码中提取模型参数的方法,并且对序贯最小优化支持向量回归算法进行了改进,提高模型的精度.在数值试验部分,通过常用的C语言算法试验对估计方法进行了验证.结果表明功耗估计误差小于3%,能够满足星载计算机软硬件协同设计的需要.     

导电滑环检测方法研究

制定了导电滑环检测项目：绝缘电阻、接触电阻、接触电阻变化量、载流量、隔离度、电磁噪声、传输能力,并对各检测项目制定了详细的测试方法,为导电滑环的有效检测奠定了很好的基础。     

ZH2518便携式压力校验仪功耗管理的设计与实践

针对ZH2518便携式压力校验仪现场实际使用情况,提出了对其进行功耗管理的设计思路与工程实践方案.从应用范围上讨论了器件级和系统级的最小功耗管理;系统级低功耗设计又分本质低功耗设计、运行低功耗设计及低功耗的供电管理3个方面进行了论述;在具体实施方面,从便携式压力校验仪的基本组成:主机系统和相互独立的压力测量模块进行了理论设计与实验研究.实测结果表明:设计方案可行,整机系统功耗管理成效明显.     

基于CC1310芯片的多通道高速率低功耗无线传感系统

为有效减轻新一代运载火箭传感器数据采集与传输系统的质量, 设计并实现了基于CC1310芯片的无线传感器系统。采用频分复用(FDM)结合时分复用(TDM)的方式完成多节点组网并实施分组管理, 组间频分复用既实现了节点数的扩增, 又提升了传输速率复用倍数, 分组数为4时子节点数量可达100个以上。提出主节点授时法结合多节点分时传输协议的优化设计方法, 保证多节点高精准同步, 避免节点间碰撞, 获得了最优的组内可达速率;设计节点唤醒/休眠模式切换策略, 有效降低了系统功耗。实测结果表明:2个主节点带5个子节点并行工作时, 传输速率可达400 Kbps, 且主节点数量增加时, 系统的传输速率成比例增大;单个子节点忙时功耗不超过60 mW, 闲时功耗不超过12 mW, 平均功耗为15.2 mW, 符合低功耗要求;同时, 所设计的无线传感系统具备良好的可靠性和鲁棒性。      

一种小体积低功耗微波倍频电路

针对微型相干布居囚禁（CPT）原子频标开展了小型、低功耗微波电路的研究,借助于ADS仿真,设计并实现了一种利用微带线传输微波,以阶跃恢复二极管作为非线性器件的小体积、低功耗微波倍频电路,电路面积为20mm×10mm、功耗小于10mW。测试结果表明：当输入功率为6dBm、频率为569.5MHz的信号时,获得了所需要的频率为3417MHz、功率为-9dBm的微波输出,满足CPT原子频标对微波信号的需求。     

四柱式焊缝跟踪涡流传感器及其应用

研制了一种新型的四柱式焊缝自动跟踪用涡流传感器.传感器激励线圈在工件中感应出涡电流,利用测量线圈检测涡流的大小以获得焊缝位置信息,可以检测出薄板对接焊缝横向和纵向位置信息.它具有非接触、尺寸小、灵敏度高、响应速度快、并可以用于非铁磁性材料的特点,已成功地应用于焊接自动跟踪系统.对其原理、传感器探头、信号处理方法、传感器特性等进行了详细的介绍.      

基于ARM的数字电感传感器设计CSCD

针对传统金属探测方法的缺点,提出数字电感探测法。基于电涡流原理,采用先进的数字电感转换器LDC1000做为传感器,通过前端自制印制板电感线圈检测金属,通过计算将测量结果转换为数字量,经串行外设接口(以下简称SPI)与高性能ARM处理器Cortex-M4相连,可实现高速、高精度金属测量。实测结果表明:本传感器克服了传统电感测量方法抗干扰能力差、模拟接口、精度低的缺点,实现了数据采集的高速、可靠,并使测量精度提高到亚微米级,可实现对金属物距离、角度、运动、位移、压缩等的高精度测量。     

新型非接触式径向C4D传感器优化设计

基于电容耦合式非接触电导检测(C4D)技术,设计研发了一种新型径向结构的非接触式电导测量传感器。该传感器利用串联谐振的原理,引入电感模块以消除耦合电容对测量的不利影响,扩大了测量范围,提高了测量灵敏度。同时,用仿真与实验相结合的方法对传感器的电极张角进行了优化研究。在5.0、7.5、9.1、10.2和12.0 mm 5种不同内径的管道中进行了电导测量实验,电导测量相对误差均不超过5%,实验结果表明,所设计的新型非接触式径向C~4D电导测量传感器是可行和有效的。     

基于新型C4D的小管道气液两相流流型辨识方法

基于径向结构的电容耦合式非接触电阻抗检测传感器,结合小波包分析技术和K-均值聚类算法,提出一种小管道气液两相流流型辨识方法。首先,利用径向结构的电容耦合式非接触电阻抗检测传感器,获取反映被测流体信息的电阻抗测量信号实部信息和虚部信息。然后,采用小波包分解的信号处理技术将实部信息和虚部信息分别分为4个频率段,提取不同频率范围的能量分布情况,并与各自的均值、方差构成特征向量。最后,利用K-均值聚类算法进行模式分类,建立流型辨识模型。在内径为3.5 mm和5.5 mm的玻璃管道内进行验证实验,实验结果表明,所获得的传感器测量信号能反映流体流动信息,提出的流型辨识技术路线是有效的,流型辨识精度可达88%以上。     

高精度光纤光栅波长测试系统研究CSCD

为了准确测量光纤光栅（FBG）的中心波长,设计了一种高精度光纤光栅波长测试系统,主要由可调谐激光器和光功率计组成,采用波长扫描的方法进行测试。利用可调谐激光器输出光波长精度和信噪比高的特点,通过在光功率计的全量程范围进行波长扫描,得到高精度、大动态范围的光纤光栅反射光谱曲线,然后应用四次多项式拟合来计算中心波长。测试结果表明,系统在（1520 - 1590）nm 波长范围内,测量重复性优于0.5pm,测量不确定度为2pm（k=2）,可以满足传感用光纤光栅的测试需要。     

反射型保偏光纤温度传感器

基于保偏光纤中偏振模式干涉理论,提出了一种反射型保偏光纤温度传感技术并推导出传感方程,理论分析表明这种温度传感器精度高,可通过改变保偏光纤传感头长度的方法方便地调整测量范围.针对大型电力变压器绕组线圈的温度监测需要,利用特制的耐高温保偏光纤,在传感头和封装形式上进行了特殊设计,研制出实用的光纤温度传感器,其传感头满足了热油和高电压绝缘的要求.利用这种传感器进行了实际测试研究,基于模型线性化技术,在常温~180℃的温度范围内实现了线性输出.在冰水混合形成的绝对0℃环境下的稳定性测试表明其测量精度和稳定性均优于0.15℃.      

光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标的研究进展

高精度绝对辐射定标是实现光学遥感定量化应用的重要前提。首先简要介绍了绝对辐射定标,接下来系统性地梳理国内外发展现状及发展趋势,重点分析了太阳反射谱段光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标的各种方法,包括遥感器上定标设备、恒星和月球定标、高精度参考交叉定标卫星和同步绝对辐射定标仪等,其中前两类已经在轨实现精度优于2%~5%,后两类计划当中精度优于1%。最后总结发展规律和发展启示,给出高精度光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标发展的几点讨论。     

小型仿生人工手指触觉感知系统设计

针对目前触觉传感器电路复杂、体积大等问题,设计了一套基于导电液的小型仿生手指感知系统,实现了同时测量温度、三维力、压力等物理信息的功能。系统由单片机数据采集电路、触觉电极阵列电路、温度传感电路和压力传感电路等组成。针对被采集信号的特征,设计了信号调理电路,对信号进行了转换及滤波;设计了FPC接口和板对板接口,将各硬件模块进行了有效的衔接,使得电路结构实现了高度一体化;为了实现数据处理和传感器融合,将由手指传感器测量的触觉感知信息通过USB传输给了上位机,并设计了上位机软件,以显示和存储采集到的数据。实验结果表明,该系统能够实现对温度、压力、三维力数据的快速采集、传输和处理。     

基于GPS遥感的延迟映射接收机关键技术

全球卫星定位系统GPS(Global Positioning System)广泛应用于定位和导航,还可利用海面对GPS信号产生的散射效应进行微波遥感,是一种新型微波遥感手段.首先介绍了GPS海洋遥感测风技术产生背景及特点,给出了GPS散射信号测量技术理论基础,重点分析了延迟映射接收机设计中提高采样信号信噪比、双射频前端电路设计、计算反射点延迟、接收机工作模式、内嵌软件处理等5项关键技术.设计的延迟映射接收机样机在天津近海完成了首次搭载飞行试验,试验结果表明,延迟映射接收机可同时接收直射和海面散射卫星信号并输出导航定位解,正确计算镜面散射点码延迟,准确接收海面散射的GPS卫星信号,且散射信号信噪比达到了14.9 dB以上,接收机输出为反演海面风场提供了准确的基础数据,这种方式可推广到遥感探测陆地土壤湿度、海冰厚度、海浪高度等领域.