数字信号场强仪

如题，模拟信号和数字信号对仪器而言，各有什么优缺点？

想购买工频场强仪，用来测试变电站等处的工频电场，仪器需符合[font='Times New Roman'] [b]GBZ /T 189.3 - 2007[/b]的标准不知道有没有大侠用过这种仪器，那种仪器的性价比比较高呢？最好把仪器的型号，参数，供应商，报价告知一下，非常感谢[/font]

其他讲座资料看[url=http://www.instrument.com.cn/bbs/detail.asp/threadid/1679222/forumid/25/year/2009/query/search] 学习[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]跟yuen72老师入门[/url]什么是模拟信号？模拟信号是指其幅度随时间而连续变化的信号。正弦信号（例如音叉振动发出声音的信号）是最典型的模拟信号，普通电视里的图像和语音信号，也是模拟信号。之所以称之为模拟信号，是因为它的变化规律与对应的物理量（例如声音）的变化规律是类比的关系，或者说用电信号模拟了该物理量的变化。来自检测器的信号，都是模拟信号。什么是数字信号?现代的计算机都是数字计算机，它只能处理“0”和“1”这样的二进制离散数据。用来表示离散数据的信号，通常是仅含高电平低电平的“方波”信号，也称数字信号。处理机本身就是一台微型计算机，对色谱信号是作为数字信号进行处理的。峰面积的积分，需要用数字信号来完成。模拟信号与数字信号的区别在哪里？模拟信号是连续信号，可以无限放大。数字信号是不连续的离散点，高度放大后可以看到是一个一个离散的点。或者说，对记录仪，你放大多少倍，都是光滑的曲线。对工作站，如果无限放大，可以看到都是一段一段的线段。其实这只是假象，真正的信号是这些线段的端点罢了。

[font=等线]如今随着液位检测技术的不断发展，检测液位的方法也越来越多，在小家电领域应用最多的液位检测方法就是光电液位传感器，光电液位传感器分为数字信号和模拟信号两种，都是输出高低电压信号，但输出的电压不一样，[/font][font='Segoe UI'][font=等线]数字信号的就是输出[/font]0[font=等线]和[/font][font=Segoe UI]1[/font][font=等线]，供电[/font][font=Segoe UI]5[/font][font=等线]伏，有水输出[/font][font=Segoe UI]0[/font][font=等线]伏，无水则输出[/font][font=Segoe UI]5[/font][font=等线]伏。模拟信号则输出固定范围的电压值，供电[/font][font=Segoe UI]5[/font][font=等线]伏，有水输出电压[/font][font=Segoe UI]0~0.3[/font][font=等线]伏，无水则输出大于[/font][font=Segoe UI]4.5~5[/font][font=等线]伏。[/font][/font][font=等线]在[/font][font='Segoe UI'][font=等线]实际应用时，有水时有可能输出[/font]4.6[font=等线]伏、[/font][font=Segoe UI]4.7[/font][font=等线]伏、[/font][font=Segoe UI]4.9[/font][font=等线]伏等，无水时有可能输出[/font][font=Segoe UI]0.3[/font][font=等线]伏、[/font][font=Segoe UI]0.1[/font][font=等线]伏、[/font][font=Segoe UI]0.03[/font][font=等线]伏。[/font][/font][font='Segoe UI'] [/font][align=center][img=光电水位开关,485,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404171508559453_2127_4008598_3.png!w485x262.jpg[/img][/align][font='Segoe UI'][font=等线]数字信号的光电水位开关在出厂前已经烧录好程序，内置芯片处理，通常程序会包括防抖、防挂液、防水垢等处理，以避免液面波动、水垢影响或水珠干扰导致误判[/font][/font][font=等线]，[/font][font='Segoe UI'][font=等线]其缺点在于出厂后程序无法更改。[/font][/font][font='Segoe UI'][font=等线]模拟信号的光电水位开关则不内置芯片处理，使用方需要自行进行软件规避处理。这种方式的优点在于使用方可以根据实际情况进行调整，比如[/font]B[font=等线]方工程师可以根据所在地区水质情况，通过软件调整来规避传感器误判的情况。[/font][/font][font='Segoe UI'][font=等线]如果[/font]B[font=等线]方需要将[url=https://www.eptsz.com]光电水位开关[/url]用于咖啡机，但该地区水质较差，可能会导致水垢问题，[/font][font=Segoe UI]B[/font][font=等线]方可以进行硬水模拟测试，或直接向[/font][font=Segoe UI]A[/font][font=等线]方（厂家）咨询数据，根据测试数据调整软件，以避免传感器误判。软件规避只能解决一些轻微的水垢问题，比如薄薄的一层淡黄色水垢。如果遇到严重的水垢问题，比如发霉变黑变绿的情况，软件规避处理可能无效，此时需要清洗传感器才能恢复正常工作。[/font][/font]

在线监控中数字信号和模拟信号传输导致数据能有多大的偏差？

在新标准GBZ/T189中对超高频辐射测量使用的仪器要求是“选择量程和频率适合于所检测对象的测量仪器”，对高频电磁场的测量仪器要求是“[font=宋体]量程范围能够覆盖[/font][font=']10V/m-1000V/m[/font][font=宋体]和[/font][font=']0.5A/m-50A/m[/font][font=宋体]，频率能够覆盖[/font][font=']0.1MHz-30MHz[/font]”，对于工频电场的测量仪器要求是“[font=宋体]采用灵敏度球型（球直径为[/font][font=']12cm[/font][font=宋体]）偶极子场强仪进行测量，场强仪测量范围为[/font][font=']0.003kV/m-100kV/m，其他类型的场强仪最低检测限应低于0.05kV/M[font=宋体]”，市场上仪器种类繁多，如何选择测量超高频辐射测量仪器和工频电场的测量仪器，不知大家有没有好的仪器推荐~期待高手答复。[/font][/font]

数字信号处理的主要数学工具是博里叶变换．而傅里叶变换是研究整个时间域和频率域的关系。不过，当运用计算机实现工程测试信号处理时，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析。做法是从信号中截取一个时间片段，然后用观察的信号时间片段进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，然后就可以对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。无线长的信号被截断以后，其频谱发生了畸变，原来集中在f0处的能量被分散到两个较宽的频带中去了，这种现象称之为频谱能量泄漏。信号截断以后产生的能量泄漏现象是必然的，因为窗函数w(t)是一个频带无限的函数，所以即使原信号x(t)是限带宽信号，而在截断以后也必然成为无限带宽的函数，即信号在频域的能量与分布被扩展了。又从采样定理可知，无论采样频率多高，只要信号一经截断，就不可避免地引起混叠，因此信号截断必然导致一些误差。为了减少频谱能量泄漏，可采用不同的截取函数对信号进行截断，截断函数称为窗函数，简称为窗。泄漏与窗函数频谱的两侧旁瓣有关，如果两侧瓣的高度趋于零，而使能量相对集中在主瓣，就可以较为接近于真实的频谱，为此，在时间域中可采用不同的窗函数来截断信号。 实际应用的窗函数，可分为以下主要类型： a) 幂窗--采用时间变量某种幂次的函数，如矩形、三角形、梯形或其它时间（t）的高次幂； b) 三角函数窗--应用三角函数，即正弦或余弦函数等组合成复合函数，例如汉宁窗、海明窗等； c) 指数窗--采用指数时间函数，如 形式，例如高斯窗等。 下面介绍几种常用窗函数的性质和特点。 a) 矩形窗 矩形窗属于时间变量的零次幂窗。矩形窗使用最多，习惯上不加窗就是使信号通过了矩形窗。这种窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。 b) 三角窗 三角窗亦称费杰（Fejer）窗，是幂窗的一次方形式。与矩形窗比较，主瓣宽约等于矩形窗的两倍，但旁瓣小，而且无负旁瓣。 c) 汉宁（Hanning）窗 汉宁窗又称升余弦窗，汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，或者说是 3个 sine（t）型函数之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了 π/T，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干扰和漏能。可以看出，汉宁窗主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点出发，汉宁窗优于矩形窗．但汉宁窗主瓣加宽，相当于分析带宽加宽，频率分辨力下降。 d) 海明（Hamming）窗 海明窗也是余弦窗的一种，又称改进的升余弦窗。海明窗与汉宁窗都是余弦窗，只是加权系数不同。海明窗加权的系数能使旁瓣达到更小。分析表明，海明窗的第一旁瓣衰减为一42dB．海明窗的频谱也是由3个矩形时窗的频谱合成，但其旁瓣衰减速度为20dB／（10oct），这比汉宁窗衰减速度慢。海明窗与汉宁窗都是很有用的窗函数。 5) 高斯窗 高斯窗是一种指数窗。高斯窗谱无负的旁瓣，第一旁瓣衰减达一55dB。高斯富谱的主瓣较宽，故而频率分辨力低．高斯窗函数常被用来截断一些非周期信号，如指数衰减信号等。 不同的窗函数对信号频谱的影响是不一样的，这主要是因为不同的窗函数，产生泄漏的大小不一样，频率分辨能力也不一样。信号的截断产生了能量泄漏，而用FFT算法计算频谱又产生了栅栏效应，从原理上讲这两种误差都是不能消除的，但是我们可以通过选择不同的窗函数对它们的影响进行抑制。图6.5是几种常用的窗函数的时域和频域波形，其中矩形窗主瓣窄，旁瓣大，频率识别精度最高，幅值识别精度最低；布莱克曼窗主瓣宽，旁瓣小，频率识别精度最低，但幅值识别精度最高。 对于窗函数的选择，应考虑被分析信号的性质与处理要求。如果仅要求精确读出主瓣频率，而不考虑幅值精度，则可选用主瓣宽度比较窄而便于分辨的矩形窗，例如测量物体的自振频率等；如果分析窄带信号，且有较强的干扰噪声，则应选用旁瓣幅度小的窗函数，如汉宁窗、三角窗等；对于随时间按指数衰减的函数，可采用指数窗来提高信噪比。

请问专家，如何将在线仪器的RS232标准接口的数字信号在最小花费的条件下转化成4-20mA的模拟信号？急切盼望回复！谢谢！

在两线智能变送器中，仪表本身耗电较大，不能使用4-20mA传送信号。需要将数字信号载波到DC24V电源上，有什么芯片可以使用？

各位知识渊博的前辈们，本人刚刚进入论坛还不熟悉，冒昧的提出请求，希望能得到答案。我在的研究室力有一台SEM 但是老古董了，是那种没有连接到电脑的SEM。所以想改进一下，把SEM的analog 信号 转换成 数字信号。 通过上网查找说可以用A/D 转换器。 但是改先用那一种，如何使用，是否还需要其他设备？ 只要用A/D 转换器直接把SEM和电脑连接起来就可以在电脑上显示试样了么？

ET521A 数字存储自动示波表功能设计　　ET521A采用7.2V充电电池组,连续工作可以10个小时.配有12V开关电源。当外接电源接通时，专用CPU自动监测内部电池组的工作状态。即便总电源没有打开，充电电路已经工作。如果电池已充满；或电池已失效，或外接电源与主机不匹配等都会以不同发光二极管颜色及发光频率做出提示与保护。　　最后讲下ET521A附件的功能设计。ET521A作为电器现场故障专用综合检测仪，可以用在所有工频、音频、视频及工业控制领域。不同的行业对附件要求不近相同。家电维修需要彩色信号发生器，场强仪。电脑维修需要彩显信号发生器；手机维修需要高频频率计，高速电流记录仪。音响调试需要扫频仪等等。目前正在设计有ET521-1彩色信号和2.4G频率计附件 彩色信号有8种图形视频输出,分别为三彩条,七彩条,红场,蓝场,绿色,黑场,灰场,十字.有6.5M调频伴音输出,一路射频输出。频率计附件从40M~2.4GHz，灵敏度为30mV。　　　ET521-2是彩色信号和彩显信号合在一起，方便修彩电和修彩显需要。彩色信号同ET521-1。彩显信号有二种；800×600和1024×768（分辨率），其中800×600分辨率有白场、红场、绿场、蓝场、黑场、标准彩条、场彩条、彩块，白+三基色彩条（白、红、绿、蓝）、补色（黑、青、紫、黄）、白线黑底十字中心线、黑线白底十字中心线、方格、黑线方格14种图形，而1024×768有白场、红场、绿场、蓝场、黑场、标准彩条、场彩条、彩块，白+三基色彩条（白、红、绿、蓝）、补色（黑、青、紫、黄）、白线黑底十字中心线、黑线白底十字中心线、方格、黑线方格、五黑块、五白块16种图形，图形的水平线与垂直线的宽度极窄，边框及中心定位十分准确，可达一个像素。该附件体积很小，方便携带。可以独立使用，是彩显专业生产厂家、电脑商场和家电维修行业必备的仪器。其它附件则根据用户需求不断研发中。　　总之一台ET521A功能包括了25M数字存储自动示波表；全自动量程LCR数字电桥；60M自动量程数字频率计（外接附件可到2400M）；6600码自动量程数字万用表；至156kHz的正弦波信号发生器；具有晶振和遥控器检测；行输出变压器匝间短路测试；成为市场上独一无二的手持式综合检测仪。适用于各种电器检修及现场故障诊断场合。

中国仪器仪表网介绍——数字显示压力变送器有哪些用途什么是数字压力变送器，数字压力变送器的优点有哪些？1、数字显示压力变送器有哪些用途?答:数字显示压力变送器广泛用于冶金、石油、矿山、发电、化工、船舶等行业的气体与液体的监测和控制。2、什么是数字压力变送器? 答:数字压力变送器是将压力信号转换成数字信号的压力显示仪表。它是由高精度压力传感器和大规模集成电路组装而成，工作电源为AC220V。数字压力变送器应垂直安装在压力系统上。3、.数字压力变送器的优点有哪些? 答:(1)具有温度、零位自动补偿功能，能对传感器输出信号随时跟踪采样; (2)性能稳定，抗干扰能力强，结构设计紧凑轻巧; (3)能适用于一般振动的场所。 (4)精度高，工作稳定可靠，现场显示寿命长。来源——中国仪器仪表网

[font=sans-serif][size=17px]在数字化时代，计量应该怎么去做？首先，将测量的模拟信号变成数字信号。其次，直接用量子特性来测量信息。[font=sans-serif]今后，我国要大力地发展数字技术，让我们的测量更加精准。包括传感技术的量子化，测量设备的数字化等，这其实就是我们下一步在计量领域应该大力发展的。包括我们未来要更多地用一些数字来表征一些事物，包括工业当中的数字化、网络化、信息化、交通、城市建设各个领域的数字化、网络化问题，也包括智能产品。[/font][/size][/font][size=17px]如何适应数字时代的到来？首先，我们要大力发展数字技术，测量更加精准，传输更加有效；其次，用数字表征一切事物；第三，用好大数据：整理好、分析好、使用好。[/size][size=17px][/size]

QA100USB混合信号示波器数字存储示波器,秉承优良性能,完全金属外壳屏蔽电磁干扰, 典雅尊贵的亚光质感表面,微型化便携式设计,免电源USB即插即用,让测量变得轻松有趣！ 一、本仪器它是一款具备集双通道虚拟示波器+12通道逻辑分析仪+任意波形信号发生器+协议分析仪功能+频谱仪于一身的五合一多功能混合信号示波器,为学校、公司、工厂、个人等必备的测量仪器，另外配备了强大的数字信号处理软件包，一套极高性能价格比仪器却同时让您拥有了五种仪器的功能！ 二、本仪器示波器采样率是100MSa/s,带宽25MHz，双通道，FFT频谱分析功能；逻辑分析仪采样率为100MSa/s，支持12通道逻辑分析；任意波形信号发生器支持sine,Cos,Tri,Saw,Square,Arb 等波形；频谱仪：带宽50MHz，分辨率最高可达512Kpts；协议分析仪支持RS232,SPI,i2c,Can 等工控协议，通过计算机USB接口传输PC界面，更加人性化，在同类型的仪器中绝对超值！ 三、本仪器可以用于电脑、电视、VCD/CD/DVD、音响等设备的维修，可以测量PAL视频信号、NTSC视频信号、计算机数字信号、音频信号、单片机时序等，可以应用于各种工业测量场合。 四、本仪器为独特的便携式设计，安装方便，测控软件拥有精确的测量分析功能，让你同时测量数字信号和模拟信号加上PC使用界面人性化，简便而功能强大。 五、本仪器外观轻巧，便于携带，支持即插即用，支持所有机器（服务器、台式机、笔记本）集成USB 2.0 接口，大大提高数据信号传输和提供优质电源 ！六、提供新一代的采集引擎，采集波形的质量大幅度提高。 基本特点 USB通讯方式USB接口供电新一代采集引擎每通道提供全面的应用接口，同时，您可以用开放式软件接口，方便二次开发软件的无缝集成，支持固件程序在线升级，与时俱进，用于各种复杂的测量及分析任务。七、具有低通滤波，波形存储，波形回放，数学函数等多种特色小功能

GCMS的TIC中只有一个基峰为98的非常强的信号，剩下的离子都非常小，有高人知道这是什么意思吗？分子量为437.

请问一下agilent的GCMS工作站怎么把 信号 导出成txt格式或者是xls格式的???或者说,怎么能采集到数字信号?? 现在采集的都是模拟信号,怎么能转换?

[b]职位名称：[/b]信号算法工程师[b]职位描述/要求：[/b]岗位职责：- 谱图预处理：通过滤波、提取、压缩、变换等数字信号处理方法和算法对谱图数据进行预处理。- 谱图特征识别：通过时域分析、频域分析、统计分析等方法发现数据特征，并且编写代码实现特征提取。- 根据需求开发新算法。任职要求：- 有扎实的数学基础，有数字信号处理理论基础和实践经验；- 熟练使用仿真工具和软件，精通一门编程语言；- 具备阅读科技论文的能力和代码转化能力； - 有智能仪器仪表、嵌入式系统、图像处理、模式识别等算法经验者优先。[b]公司介绍：[/b] 深圳至秦仪器有限公司（www.chinst.com.cn）成立于2018年10月，是一家拥有自主品牌、以便携质谱仪为核心、集产研销一体的国家高新技术企业，致力于为客户提供分析测试全方位的解决方案，我们持续帮助食品安全、医疗健康、教育科研、公共安全、环境检测、海洋能源等领域用户获得合适的检测仪器。主要产品包括：食品快检便携式质谱系统平台、基于质谱的大气挥发性有机物在线监测与溯源系统、海洋环境监测质谱...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/75620]查看全部[/url]

近年来，随着科学技术的发展，各种先进技术不断涌入纺织工业，其中数字图像处理技术在纺织行业中的应用可谓日新月异，不断发挥其快速、精确，以及简单稳定的优势，在很大程度上加快了纺织品测试的速度，同时提高了纺织品测试的水平。1 数字图像处理技术概述数字图像处理(DigitalImageProcessing)又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号，并利用计算机进行处理的过程。主要包括以下几个方面：数字图像的采集与数字化、图像压缩编码、图像增强与恢复、图像分割、图像分析等。在实际应用中，使用图像处理技术的系统很多，其一般过程为：信息获取一预处理一特征提取一图像分析。获取图像的方法多种多样，可以通过直接拍摄，或通过光学显微镜或电镜放大后拍摄等方式获取图片，然后通过A／D转换，将图像信号数字化，再将数据传人图像处理系统，运用计算机强大的数据处理能力，分析图像，根据要求输出各种指标。目前，很多方法已经逐步从理论与方法的探索研究阶段走向工业化实际生产应用，如小波变换、神经网络、专家系统、立体视觉等，同时智能分析也已成为研究的必然趋势。2数字图像处理技术的应用上世纪90年代中期，图像处理技术在纺织中应用的研究热点主要是：纤维材料性能测试、纱线性能分析、半制品质量检测等。而近几年来，人们研究关注的重点主要集中在织物表面特性的分析、组织结构的自动分析、成品及半成品性能检测等，其中一些技术已经在纺织生产中得到实际应用。另外，人们对非织造布纤维和纤维取向的评定、纤维和纱线性能分析等方面的研究也在日趋深人。

NPXM系列数字式显示仪表NPXM系列数字式显示仪表接受来自传感器或变送器的模拟信号，在表内部经模/数(A/D)转换变成数字信号，再由数字电路处理后直接以十进制数码显示测量结果。 NPXM系列数字式显示仪表具有测量速度快、精度高、抗干扰能力强、体积小、读数清晰、便于与工业控制计算机联用等特点，已经越来越普遍地应用于工业生产过程中。NPXM系列数字式显示仪表典型型号：NPXM-2011P3N、NPXM-2011P5N、NPXM-2012P5N、NPXM-2012P5N、NPXM-2012P3N、NPXM-2011P0N、NPXM-2011P1、NPXM-2011P2N、NPXM-2012P2NNPXM系列数字式显示仪表一般具有模/数转换、非线性补偿和标度变换三个基本部分。由于许多被测变量与工程单位显示值之间存在非线性函数关系，所以必须配以线性化器进行非线性补偿。NPXM系列数字式显示仪表通常以十进制的工程单位方式或百分值方式显示被测变量。NPXM系列数字式显示仪表的精度有三种表示方法：满度的±α %±n字、读数的±α %±n字、读数的±α %±满度的b %。n为显示仪表读数最末一位数字的变化，一般n=1。NPXM系列数字式显示仪表的性能指标还有分辨力和分辨率两概念。所谓分辨力是指仪表显示值末位数字改变一个字所对应的被测变量的最小变化值；分辨率是指仪表显示的最小数值与最大数值之比。NPXM系列数字式显示仪表外形尺寸：尺寸选择：160mm×80mm×94mm横式80mm×160mm×94mm竖式96mm×96mm×130mm方式96mm×48mm×110mm横式48mm×96mm×110mm竖式72mm×72mm×102mm方式48mm×48mm×110mm方式

科技日报 2013年10月26日http://www.wokeji.com/shouye/zbjqd/201310/W020131026041724991736.jpg INUMAC成像仪，其主超导线圈由170千米的铌—钛合金制成，在通电和液氦制冷条件下能产生11.75特斯拉的磁场强度。 科技日报讯 （记者常丽君）据物理学家组织网10月25日（北京时间）报道，世界最强的磁共振成像仪（MRI）即将建成，预计可在2015年初拍摄第一张图像。该机器能产生11.75T（特斯拉）的磁场强度，足以举起60吨的重型坦克。此前的最强记录是美国伊利诺斯大学的9.4T成像仪，大型强子对撞机上的超导磁体也只有8.4T。新仪器能以前所未有的精度拍摄人类脑图像，帮科学家在脑研究领域攻克新难题，做出新发现。 该扫描仪项目称为“采用高场磁共振与对照孔技术的神经疾病成像（INUMAC）”，由法国和德国于2006年共同发起，预计成本2亿欧元，已进行了7年。今年夏天，超导线制造商Luvata公司交付了约200千米长的超导铌—钛线。在1.8K（开尔文）绝对温度下用超流氦制冷时，这些线可载流1500安培。制造的关键是一种新型的盘绕设计，允许液氦能到达所有需要制冷的地方。 标准医用扫描仪的空间分辨率为1毫米，覆盖约1万个神经元，时间分辨率约为1秒。而据法国替代能源与原子能委员会项目主管皮埃尔·韦德林介绍，INUMAC能达到0.1毫米，1000个神经元，看到1/10秒内的变化。有了这种分辨率，MRI能提供更精确的脑部功能成像，探测到多种脑病早期信号，如老年痴呆症、帕金森症，还可能检测治疗效果。 一般的MRI只能拍摄与氢核相关的较强信号，新仪器场强更高，可能拍摄到钠或钾原子核发出的更弱信号，以此获得有用的生理信息。虽不能拍摄单个神经元的活动，但在解码与个人内心思想和梦境有关的脑波图时，能提供比以往更高的精确度。 这么高的场强也引起人们的担忧。首先对内置设备制造商来说，要确保设备在巨大磁孔道内的安全，难度大大增加。此外，两位数的场强会对人体组织产生什么影响，人们还不完全了解。对此，除了利用计算机模型与模拟来指导如何使用，物理测试也必不可少。 韦德林表示，希望明年9月能交付全部的组装磁体，经3个月的测试后再加入成像系统的其他部分。 总编辑圈点 长久以来，科学家一直希望更多地了解人类的大脑，直到脑功能成像技术的出现，人们终于第一次直接“看”到了自己“顶头上司”的活动。作为目前最重要的脑功能成像技术，磁共振自从诞生就开始得以飞速发展和广泛应用。尤其是近些年，为了看得更真切，科学家不断在更高场强上做文章，从3T到9.4T，再到如今不可思议的11.75T！不过，新纪录保持者的安全性真着实需要更严苛的检验，11.75T真不是闹着玩儿的，弄不好，隔壁房间有块铁疙瘩也会带来严重后果。

21世纪,工业技术发展迅速,但随之而来的环境污染问题也逐渐加剧,国家乃至全世界对环境保护问题都非常重视,“工业三废”之一的污水排放的规范化,科学化和定量化的管理已成为国家环境保护法规的一个重要方面,各地环保部门正在 根据国家法规的要求,加强对排污口的规范化整治。在污水流量计量领域,国内外较多采用的是电磁式流量计、超声波式流量计等技术,在一定程度上对污水流量的检测起到了一定的作用,但是由于其采集处理 系统采用模拟式的数据采集传输方式,受环境因素的影响比较大,因此,其使用范围受到了很大程度的限制。在经过大量的实地考察和资料学习后,根据各部门对污 水计量的急切要求,结合我们现有数字传感器的技术思路,开发出了一套新型智能数字式明渠污水流量计量的数据采集处理系统。1、基本原理1.1、巴歇尔槽流量计量原理的介绍巴歇尔槽是在污水计量领域应用较多的一种流量槽。其流量原理是,当标准巴歇尔槽内流过理想定常流体时,可以在实际工程中使用其经验公式(1)对槽内水体瞬时流量进行计量。http://ws.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/22/52287911.png (1)式中:qv为槽体内瞬时流量;b为喉道的宽度;h为相对于喉管底的上游侧的水位。由公式(1)可知,只要测出巴歇尔槽上游侧水位,即可得流体的瞬时流量qv。1.2 巴歇尔槽在设计中的应用明渠中的流体可以看作是在无压状态下流动,即理想定常流体,满足巴歇尔槽公式的应用条件,因此可以在明渠流量计量中使用 巴歇尔槽。设计中,巴歇尔槽的喉道宽度b已知,数字式明渠污水流量计的数据采集系统用于采集巴歇尔槽体内的水位值高度h,并将此水位值传入微处理器,进入 微处理器的水位数据可以根据公式(1)转化成流量值,等待进一步的综合处理。2、系统软硬件设计2.1、低功耗、数字式水位采样电路的设计随着传感技术的不断发展,在水位传感领域出现了一种新型的数字式水位传感器———检索式数字水位传感器,它是太原 理工大学测控技术研究所自主研发的一种新型水位传感器,其基本原理是利用不同位置的信号取样电路来采集水中传播的电信号,从而确定水位。本设计中应 用了检索式水位传感器的数字采样原理,采样系统的原理框图如图1所示。http://ws.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/22/52287912.png图1采集系统原理框图采样电路主要由信号取样电路,数字信号变送电路,微处理器电路构成。为了实现电路的微型化,低功耗,稳定性,一致性等问 题,取样电路和变送电路分别集成为数字化芯片MFC7710和MFC7720。每片MFC7710带有8个水位感应触点,在实验中我们将10片 MFC7710级连,并将感应触点的排列方式由线式变为点阵式,如图2所示,这种点阵式的触点排列方式能够消除由于水的表面张力作用而使感应触点误 动作,从而导致采集系统分辨率不高,易受水质影响等缺点。实验证明,水位采样的精度达到了2mm。采集电路的工作原理:水位信号取样电路由数片MFC7710组成,片与片之间通过时钟线、数据线级连而成。变送器 与取样电路之间也是通过时钟线,数据线进行数据的通讯。每片MFC7710受变送器时钟信号控制,通过数据线,逐级向上传递感应触点感知的包含水位信息的 一系列0,1数字信号,变送器将此数字信号转变成对应的16位的BCD码。微控制器通过控制三级管,以间歇式供电方式向MFC7720发送采集时钟(即只 在微控制器发出采集水位信号时,给MFC7720供电,利于降低系统的功耗),并在时钟的上升沿时逐位采集MFC7720发回的16位BCD码,自动识别 其中包含的水位信息,计算出水位值,再经公式(1)将水位值转化为流量值,实现流量的计量。2.2微处理器的低功耗设计污水流量计的安装地点多为野外或条件恶劣的场所,因此整个系统采用电池供电,这样可以避免长距离的铺设电缆,节省了安装 费用。在电池供电的情况下,系统的电能利用无疑是关键的因素,微处理器需要采用微功耗、微型化的控制芯片,本文采用了MSP430单片机系列中的 MSP430F149。其工作电压为3.3V,与5V电压供电的单片机相比,在同等条件下,3.3V微控制器能够节省一半以上的电能,同时设计中采用 8MHz和32768kHz双时钟系统,配合微处理器本身具有的五种工作模式,可以实现系统在工作时程序高速运行,休眠时超低功耗的特点。2.3、其他外围部件的设计在设计中,考虑到需要对系统进行实时调试,有些场合也需要有就地显示部件,所以系统电路设计时留有液晶拓展接口。液晶采 用点阵式液晶块CM12864,可显示4×8四排32个字。监控中心要对现场数据进行实时或历史数据调用,以进行定期的进行计量监测,时钟芯片 SD2200具有32k的存储空间,同时兼有实时时钟电路,且内置备用电池,满足流量计的设计需求。3、系统软件设计软、硬件设计的合理搭配,是实现系统的低功耗的一个重要因素,数字式明渠污水流量计采集处理系统的软件设计充分利用了微控制器的低功耗待机工作模 式。由C语言编写的程序分为主程序和中断程序两部分。主程序只负责对系统上电复位后的系统参数及功能部件的初始化设定,中断服务程序负责执行各种操作模块 功能。开放中断后,单片机进入低功耗休眠状态,等待中断发生,处理完中断后,微处理器继续进入低功耗休眠状态,这种工作方式大大减少了微控制器的非有效工 作时间,与查询等待方式相比,系统功耗减至非常低。主程序,中断程序流程图如图2、图3所示。http://ws.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/22/52287913.png图2主程序流程图http://ws.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/22/52287914.png图3中断处理流程图4、实验验证4.1、试验装置及试验方法实验采用比较法对实验数据进行分析,验证数据采集系统是否符合设计。为了能模拟工业现场的污水排放,实验设计了自循环明渠巴歇尔槽水流装置,同时安装有超声波明渠流量计作为实验参照对象。实验计量装置由上位水箱、流量槽、下位水箱、水泵四大部分组成。下位水箱水量作为实际总流量。实验中记录智能数字式明渠污水流量计的累计流量与瞬时 流量,超声波流量计的累积流量与瞬时流量,下位水箱实际流量等五部分实验数据。累计流量实验数据如表1,三次试验中超声波与数字流量计的误差数据如表2, 三次实验中瞬时流量比较如表3所示。http://ws.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/22/52287915.png4.2实验分析4.2.1实验中的问题及解决方案实验初期,采样电路与无线传输的其他处理电路一起浇注在流量计中,构成集成一体化仪器,取样采用查询方式,这样需要对采 样电路持续供电。在这种情况下,MFC7720会由于散热不充分而出现突然死机的现象,为了解决这个问题,笔者将采集方式改为中断式,对变送、取样电路的 供电方式改为由三级管控制的间歇式供电。解决了MFC7720的发热死机现象,同时,间歇式的供电方式也大大降低了系统功耗。软件设计涉及的另一个问题是采样公式的参数调整问题,初期实验数据证明流量计的计量存在一定的误差。笔者认为有三方面的

引言　　当前，电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，电能质量受到严重影响和威胁;同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为近年来各个方面关注的焦点，电能质量监测是当前国际上的一个研究热点，有必要对三相电信号进行高精度采集，便于进一步分析控制，提高电能质量。对电力参数的采样方法主要有两种，即直流采样法和交流采样法。直流采样法采样的是整流变换后的直流量，软件设计简单，计算方便，但测量精度受整流电路的影响，调整困难。交流采样法则是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测量，因而较之直流采样法更易获得高精度、高稳定性的测量结果。　　三相电信号采集电路设计　　三相电信号采集电路框架　　三相电信号采集电路的框架如图1所示。三相电压电流信号经过电压电流互感器转换为较低的电压信号。其中A相的电压信号经过波形调整成为频率与A相电压信号相同的方波信号，用于测量频率。同时将转换后方波频率信号进行频率的整数倍放大作为A/D转换的控制信号。经过六路互感器降压后，将信号送入AD7656进行A/D转换，转换完的数字信号就可以供于DSP/MCU进行数据分析。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/1129303913-0.jpg　　电压电流互感器的选用　　电压/电流互感器均采用湖北天瑞电子有限公司TR系列检测用电压输出型变换器。电压互感器采用检测用电压输出型电压变换器TR1102-1C，如图2为其结构图，规格为300V/7.07V，非线性度比差+/-0.1%，角差=+/-5分。电流互感器采用检测用电压输出型电流变换器TR0102-2C，规格为5A/7.07V，非线性度比差+/-0.1%，角差=+/-5分。　　电源电路　　AD7656共有两种模拟信号输入模式，一是模拟输入信号为二倍的参考电压（2.5V）即+/-5V之间，另一种是四倍的参考电压即+/-10V之间。为提高采样的精度，本电路采用输入信号为+/-10V之间，因此需要+/-10V~+/-16.5V之间电源供电。AD7656同时需要5V的AVCC和DVCC电源及3.3V的接口电压电源VDRIVE（也可以是5V，可根据需要进行调整）。因此，该电路共需要+/-10V~+/-16.5V，5V，3.3V三种电压。电源电路共采用三种电源芯片7805，REG1117-3.3V，和MAX865。外用直流变压器产生约15V的直流电源，接入7805经电容滤波调理，输出5V电压。AD7656的AVCC和DVCC可接受电源极限为7V。7805产生的电压作为施密特触发器的电源，故接入的频率信号经处理后为0到3.3V之间的方波信号。7805产生的电压接入REG1117-3.3V，REG1117-3.3V产生的电压直接接入AD7656的VDRIVE。MAX865是一种高效电荷泵，能够用一种直流电压输入，产生2倍的正负两种电压。输入电压的范围为1.5~6V之间，7856产生的5V电压接入MAX865产生+/-10V。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/11293052A-1.jpg　　频率调整电路　　交流电力参数的频率并不是固定不变的，电力系统的频率有一定的波动范围，特别对小功率供电系统，其供电电网的信号频率将随负载有较大范围内的波动。频率波形调理电路如图4，A相电压信号经互感器转换成+/-7.07V左右的正弦电压信号V1。为了不影响输入信号V1的波形，先使用电压跟随器将V1引入调理电路。因电压跟随器的输入信号为+/-7.07V之间，故需要采用+/-10V为供电电源的运算放大器。D1对采入的信号进行整流，使输入信号只有正半波，负半波为0。D2为5.01V稳压管，限制输入到施密特触发器7414，如果需要接口电压为+5V，也可采用施密特触发器HCC40106BF。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/112930BD-2.jpg　　锁相倍频电路　　电网的频率在正常情况下是在一定范围内变化，采取硬件锁相倍频的方法能够实现每周期内采样的等间隔，提高采样的准确性，电路原理图如图5。锁相环HEF4046的6、7管脚必须外接振荡电容;11、12管脚必须外接振荡电阻。这是因为在锁相环HEF4046的内部采用RC型压控振荡器，必须外接电阻和电容作为充放电元件。其内部的VCO是一个电流控制振荡器，对定时电容的充电电流与从9脚输入的控制电压成正比，使得VCO的振荡频率也正比于该控制电压。13脚接电容和电阻起滤波作用。R1和C1决定了VCO的频率范围 ， 再结合CD4060电路一起实现锁相倍频的功能，频率的放大倍数可以接在CD4060的Q4~Q14不同管角上加以选择.VCO OUT 接入A/D转换CONVST口控制采样。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/112930B05-6.jpg　　A/D转换电路　　AD7656是高集成度、6通道、16bit逐次逼近（SAR）型ADC，它具有每通道达250kSPS的采样率，并且在片内包含一个2.5V内部基准电压源和基准缓冲器。AD7656的电源包括AVCC、DVCC、VDD、VSS和VDRIVE。AVCC和DVCC分别为模拟电源和数字电源，范围为4.75~5.25 V。VDD/VSS为采集到的模拟信号部分的供电电源，范围为+/-5V到+/-16.5V之间。AD7656允许的模拟输入信号有两种量程，一种是输入信号为+/-5V之间，另外一种为+/-10V之间。为提高采样的精度，采用输入信号范围为+/-10V之间的电路接法。因此VDD/VSS至少为+/-10V。RANGE口决定的模拟信号输入的范围，当RANGE接地时，输入范围为4倍的参考电压（2.5V），当RANGE接VDRIVE时，模拟输入范围为2倍的参考电压，因此RANGE信号端接地。参考电压采用的是内部参考电压。AD7656和DSP之间的通信采用并口方式。片选信号CS接地，始终保持接通。始终保持AD7656运行，STBY直接接VDRIVE。AD与DSP之间采用的是16位并口进行数据传输，所以SER/PAR，H/S，W/B均接地。为完成六路信号同步采样，故A/D转换通道控制开关CONVSTA，B，C连接到一起。所有的数字电源，模拟电源，接口驱动电压等电源，均通过两个电容（100nF//10mF）并联后与就近的地连接去耦。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/1129302T5-7.jpg　　总结　　该电路采样精度高，可根据电网频率变化，实时实现对每一周波的等间隔采样。通过同时控制A/D7656的CONVST转换开关，实现三相电压电流六路信号的同步采样，输出为16位数字信号。可根据不同的应用环境采用不同的接口电压，另外在DSP/MCU数字接口有限的情况下，A/D7656也可以采用SPI通讯，或仅用8位数字并口，传输16位的数字信号。