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关键词： 散裂中子源   快循环同步加速器   快循环扫频工作   信号测量系统   虚拟仪器技术  

摘要： 中国散裂中子源-CSNS(China Spallation Neutron Source)是计划建设的中国第一台散裂中子源，快循环同步加速器(RCS)是CSNS的主加速器，简称CSNS环或RCS环，RCS环射频系统的主要作用是为束流提供所需的射频电压，完成对注入质子束团的纵向俘获和加速。　　为了对环射频系统的实际工作状态和低电平控制系统进行评估，需要建立一套针对CSNS/RCS射频系统快循环扫频工作模式下的高精度射频信号测量系统，该系统能够对快脉冲扫频工作模式下的射频信号的幅度和相位差进行精确测量，结果与低电平控制系统进行比对并对其进行标定。为此，本论文在已有的研究基础上，根据CSNS/RCS环高频系统的工作模式，基于NI PXIe-5122高精度数字化仪以及Labview图形化编程平台建立了一套射频信号测量系统，可实现单频、扫频工作状态下两频率同步变化射频信号的幅度、频率及相位差的精确测量。　　本论文对快循环扫频信号测量系统进行了比较深入的研究，研究结果对RCS环低电平控制系统和束流的监测有重要的实际意义，也可应用在其他射频信号参数的精确测量上。

关键词： 电子测量技术   纳米测试   测试测量   电参数测量   虚拟仪器技术  

摘要： 《电子测量技术》一直立足于以创新、实用为特点,加强业界学术交流活动,推广新技术、新产品应用,以促进电子测量技术的发展和进步。作为国内第一本专注于电子测量领域的杂志,为了《电子测量技术》更好地发展,希望大家能够积极踊跃投稿。本刊征集:测试测量的基础理论、电参数测量、信号检测技术、传感器技术、仪器仪表技术、嵌入式技术、通讯技术、DSP、EMC/EMI测试、纳米测试、虚拟仪器技术、基于总线的测试、集成电路测试、在线测试与故障诊断、计算机在测控系统中的应用、软件工程、网络技术、可编程器件在测控系统

关键词： 在线监测系统   虚拟仪器技术   IEC61850   双峰谱线修正算法   数据采集与处理  

摘要： 智能变电站一次侧设备在线监测系统是针对智能变电站高压侧设备运行状况进行实时监测的系统。当今社会,电力成为了生活生产中使用的重要能源,电力设备,尤其是高压电力设备的长时间运行,容易出现设备老化、故障、绝缘等一系列问题而且故障征兆不明显,设备维护困难,维修周期长。所以对这些高压设备进行实时监测,可以及时反映设备的工作状态、绝缘问题、故障程度,在设备出现严重问题前进行检修和更换,这样不仅保证了电网运行的稳定性,而且提高了电力设备的可靠性。本文对智能变电站中GIS设备、高压断路器、电子互感器和避雷器等高压设备进行在线监测,完成了如下工作:1.介绍在线监测技术的现状和发展趋势,构建智能变电站在线监测系统的监测体系,比较各高压设备的监测方法的优缺点并建立了相关的监测子系统。对GIS内局部放电信号的传播特性和UHF高频天线的性能要求作了详细分析,针对信号特点设计了降频电路和采集方法。2.分析各设备原理,根据设备性质不同选取监测点、监测信号、采集设备、屏蔽手段等,设计信号调理电路,设计了基于sym5小波采用’heursure’启发式阈值选择,进行5层小波分解的小波变换去噪程序,并通过仿真信号对去噪效果进行了分析。3.以微控制芯片为控制核心,以以太网控制器作为信号传输单元,对接口功能和连接方式进行硬件的设计。分析IEC61850标准,设计符合该通信标准的变电站通信协议,对SV采样值通信和GOOSE通信进行通信方式、通信帧格式的设计。4.在避雷器谐波分析和电子互感器介质损耗分析中,引入基于FFT的改进算法——双峰谱线修正算法,运用于避雷器谐波电流监测、电子互感器介质损耗监测和高压断路器开断电流监测中,使各次谐波分量在提取时误差明显减小,增加监测的准确性。5.以Lab VIEW为软件开发平台,对站控层通信、在线监测、修正算法、小波去噪及故障诊断等程序进行开发,使设备状态和诊断结果实时显示在监测界面上,另外本系统还开发了数据库系统对故障数据进行存储和调用。

关键词： 定点检测   STC15F2K60S2   数据融合技术   算术平均值与分批估计   虚拟仪器技术  

摘要： 目前,大型载重车辆超载检查普遍都采用定点的检测方式,即在设定的检查点采用地磅或其它地面称重设备进行检查,这种定点的检查方式及定点检测系统检查车辆超载存在时间消耗大、需要资源大、效率比较低,特别是漏检率非常高的弊端。论文针对目前大型载重车辆超载检查被广泛采用的定点检测方式,设计了大型载重车辆载重动态监测系统。车辆载重动态监测系统安装在车体上,按照设定的程序运行,对行进中的载重车辆进行载重称量,对载重称量数据具有处理、储存、管理等功能的封闭性系统。检查人员可以随时调用在系统设定的一段时间内该车辆载重称量的记录数据,依次判定该车辆超载与否。该系统独立于车体,所记录的数据通过USB串口加密输出。论文首先对整个系统的功能设计进行了分析,在此基础上进行了车辆载重动态监测系统总体方案设计;系统选用了STC15F2K60S2作为测试系统的控制的核心芯片;完成了系统硬件原理图设计,其中包括STC15F2K60S2的最小系统设计、称重传感器电路设计、信号调理电路设计、A/D转换电路设计、按键显示电路和通信接口电路等的设计。进行了车辆载重动态监测系统软件的总体方案设计;分别设计了车辆载重动态监测系统软件的主程序、串口中断服务子程序、数据采集子程序、按键显示子程序及重量标度转换子程序。论文针对车辆载重动态监测系统中需要使用多个传感器进行称重测试,分析了多传感器数据融合模型必须考虑的问题,将多传感器数据融合技术应用到动态车辆载重监测系统中,建立基于多传感器数据融合的系统模型,设计了多传感器数据融合的数据处理方式。采用了Lab VIEW设计了各个载重车辆载重检查记录系统,将各个载重车辆载重情况进行记录并储存。车辆载重动态监测系统设计制作完成后进行了实验室模拟调试和试验,完成在不同情况的路面下分别让车辆空、负载,并进行数据记录和对比。所设计的测试系统在功能和性能指标上符合技术要求,达到了预期目的。

关键词： 虚拟仪器技术   电能质量   谐波分析   LabVIEW软件   FFT  

摘要： 随着我国经济的发展,各种电力电子装置得到了广泛应用,同时,其大量的应用也给电网带来了严重的电磁污染,而各种工业、商业的生产和生活对电能质量的要求也越来越高,电能质量也越来越受到各方面重视。因此,必须弄清电力系统中的谐波来源以及其分布情况,采取必要的措施进行限制和消除谐波,进而抑制电网谐波,同时,及时准确的测量电力系统各种电力质量参数,对工业生产具有重要的指导意义。基于传统的测量仪器,体积庞大、功能相对固定、可扩展性较差、维护成本偏高,无法满足日益复杂的、实时性、多参数的要求。本文详细分析对比了虚拟仪器与传统仪器。虚拟仪器与传统仪器相比,其编程语言为图形化的形式、采用的模块化仪器和模块化软件是相对的标准化的、用户的界面是基于图形化的、相关的接口具备了通用性和开放性特点,通过利用目前较流行的虚拟仪器技术,开发对应的采集与控制系统,可以较大缩短系统开发周期,降低项目的相关成本,提高仪器的整体工作性能。本课题设计并实现了基于虚拟仪器的变电站谐波检测与分析系统。虚拟仪器技术本身是传统计算机技术与测控技术相结合的产物,具有数据分析功能强大、编程灵活、可扩展性好等优点,在电力系统的测量控制等方面有着广阔的应用前景,目前虚拟仪器技术已经在电力系统中广泛应用。在本系统设计中,以霍尔电压、电流传感器、PCI数据采集卡、计算机为硬件设备,Lab VIEW软件为开发平台,设计虚拟谐波分析仪。系统将原始三相电压、电流信号经过信号调理,由数据采集卡采集传输至计算机,然后在Lab VIEW软件中编写程序对信号进行处理。在Lab VIEW软件编程中,利用傅立叶分析原理对采集到的信号进行分析处理,编程实现三相交流电压、三相交流电流有效值、三相功率、功率因数等常见参数的测量,相位差的测量,1～50次谐波分析测量(包括各次谐波幅值、含有率,总谐波畸变率)。同时实现对原始信号波形实时显示,频谱图显示以及测量结果的显示功能。系统还选用了写入测量文件的方式,实现了数据的存储功能,可以随时对历史测量数据进行统计分析。最后,对本文设计实现的监测系统进行了仿真测试和实验,测试的结果表明,本系统能够比较精确的对电能质量的参数和技术指标进行测量和显示,能够满足变电站谐波监测与分析系统的基本使用要求。

关键词： 早产   流产   子宫收缩   虚拟仪器   平台设计   压力监测  

摘要： 子宫收缩是怀孕期的一个重要生理现象,作为早产和流产发生的先兆症状,它的异常能够及时地反应出孕妇和胎儿的生理危险。对孕妇的子宫收缩压力进行实时监测,尽早地发现其可能出现的异常,能够有效地预防早产和流产的发生,降低孕妇和胎儿的死亡率,提高生育质量。近些年来,随着计算机网络技术、信息技术、移动通信技术的不断革新与融合,医疗监护领域的发展已经取得很大的突破,全新的远程无线监护系统得到了越来越多的关注与应用。本文利用虚拟仪器技术设计并实现孕妇宫缩压力监测平台,开发基于PDA(Personal Digital Assistant)的掌上型居家持续监控宫缩的系统,重点设计基于PDA终端、服务器端、文件下载端的应用程序,实现数据的传输、接收、显示、处理、存储、回放、上传、下载。通过压电传感探头和PDA终端,实现宫缩的全天候监护和实时分析,在发生先兆早产时能提供预警。本论文主要进行了如下几个方面的工作：(1)宫缩压力信号采集电路设计：包括PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电薄膜传感器的制作、信号预处理电路的设计、微控制器及其外围电路的设计、蓝牙通信电路的设计,实现宫缩信号的采集。(2)基于dsPIC33微控制器的信号采集端软件程序设计：包括各功能模块的初始化设计、信号的AD转换与无线传输设计、LCD显示模块的设计等。实现宫缩信号采样与AD转换,将转换得到的数据经过相应处理后,通过蓝牙通信模块HC-06发送给PDA终端。(3)基于LabVIEW技术的信号监测平台设计：包括PDA终端应用程序设计、文件下载端应用程序设计和服务器端应用程序设计,三者协同工作,实现数据共享的功能。(4)功能验证和临床测试：包括信号采集、传输、接收、显示、存储、回放、上传、下载的功能验证以及平台的临床测试,对测试结果进行分析与讨论。本文实现宫缩压力监测平台,通过蓝牙和Wi-Fi实现数据的共享,医生可以通过下载的文件查看宫缩曲线等参数,及时地了解孕妇的生理状况。这种数据的共享可以保证孕妇足不出户即可享受到专业、可靠的监护与诊断,作为辅助产检的重要工具,它能及时地发现孕妇和胎儿的生理异常,为早产和流产的早期预防提供一种有效的手段。

关键词： 移动实验室   虚拟仪器   测试系统  

摘要： 移动实验室配备的仪器设备应该具有多功能、便携、使用方便等特点,这样才能够适应移动实验室复杂的工作环境和特殊条件下的检测任务。传统的测量仪器很难满足这样的需求,而虚拟仪器恰恰能够非常方便、灵活地制定各种体积小巧、便携且易于操作的测试系统。文章基于虚拟仪器技术搭建多参数测试系统,可以同时测量电压、电流、温度及应力等参数。

关键词： 虚拟仪器   光释光   Lab VIEW编程   测控系统  

摘要： 光释光测控系统是指利用光释光测年原理,对样品进行光激发、控制、检测、分析的一整套系统。这样的系统可用于地质学、矿物学、生物学、环境科学等领域。本文针对现有的光释光测控系统扩展性不足、光源单一、花费昂贵等缺点,提出采用虚拟仪器技术和多通道LED光源,设计并研发了一个基于虚拟仪器技术的脉冲光释光测控系统。本系统硬件主要由4个部分组成:激发光源、样品盘、光电倍增管及计算机。测控软件主要采用美国国家仪器公司的Lab VIEW开发,主要由三部分组成:第一部分是系统控制。系统控制包括激发光源、光电倍增管和它们的配合控制。激发光源控制包括有波长选择、电流大小、光源打开、光源关闭等,光电倍增管控制包括高压控制、计数周期设置、资源控制等。由于采用脉冲发光方式激发样品,所以还有脉冲周期、发光占空比等参数设置。第二部分是参数计算、数据采集和处理。包括多通道LED光源和光电倍增管的部分参数计算,光子数的采集、统计和计数率的计算。第三部分是数据展示。主要描述测试结果数据的展示,包括发光曲线图展示、实时报表展示和数据保存。为了更直观地体现脉冲光释光的测试过程,添加了实时LED光源脉冲图。通过将硬件与软件集成后,对本文所设计的测控系进行了实验,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,本系统检测到的样品释光排除了光源影响,释光曲线基本符合释光降落趋势,满足测试准确度,达到了预定的设计目标。因本系统具有良好扩展性和脉冲发光探测等特点,可广泛应用于地质学、生物学、环境保护等领域。

关键词： LAN总线   虚拟仪器技术   Labview   频谱仪  

摘要： 阐述了一套基于LAN总线的频谱仪自动化控制系统的设计。本系统以图形化编程语言labview为开发平台,引入虚拟仪器这一概念,通过VISA函数库和SCPI命令进行编程,通过LAN总线与计算机连接传输数据,设计了对频谱仪的自动化控制系统。本系统操作简单,提高了测量的效率和测量精度,且易于和其他仪器连接做进一步的系统开发。