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高性能数字信号处理

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  • 【原创】色谱进阶-谱图的数据处理1:模拟信号和数字信号

    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。

  • 光电水位开关的数字信号与模拟信号的差异

    光电水位开关的数字信号与模拟信号的差异

    [font=宋体]光电水位开关是一种常用于液位检测的传感器,它可以将液体的高低状态转化为电信号输出。根据输出信号的不同,光电水位开关可以分为数字信号和模拟信号两种类型。[/font][font=宋体]数字信号是一种离散的信号,只有两个状态,通常表示为[/font]0[font=宋体]和[/font]1[font=宋体]。在光电水位开关中,数字信号通常用于表示液位的高低状态。当液位达到设定的高度时,开关会输出高电平([/font]1[font=宋体]),表示液位高;当液位低于设定的高度时,开关会输出低电平([/font]0[font=宋体]),表示液位低。数字信号的优点是简单、稳定,易于处理和判断,适用于需要确定液位状态的应用。[/font][align=center][img=光电水位开关,485,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309051604281743_3135_4008598_3.png!w485x262.jpg[/img][/align][font=宋体]模拟信号是一种连续变化的信号,可以表示多个状态或数值。在[url=https://www.eptsz.com]光电水位开关[/url]中,模拟信号通常用于表示液位的具体高度。开关会根据液位的变化输出不同的电压或电流信号,这个信号的数值与液位的高度成正比。模拟信号的优点是可以提供更精确的液位信息,适用于需要实时监测液位变化的应用。[/font][font=宋体]总的来说,数字信号适用于只需要判断液位高低状态的应用,而模拟信号适用于需要实时监测液位变化的应用。选择使用哪种信号类型取决于具体的应用需求和系统设计。[/font]

  • 光电水位开关的数字信号与模拟信号的差异

    光电水位开关的数字信号与模拟信号的差异

    [size=18px][font=宋体][font=宋体]光电水位开关可以分为模拟信号、数字信号[/font][font=宋体]2种,这2种都是输出高低电平信号,但输出的电压不一样。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][b][font=宋体][font=宋体][size=18px]输出信号差异:[/size][/font][/font][/b][img=,485,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/08/202208291502309281_3555_4008598_3.png!w485x262.jpg[/img][size=18px][font=宋体][font=宋体]数字信号的就是输出[/font][font=宋体]0和1,供电5伏,有水输出0伏,无水则输出5伏。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体]模拟信号的则输出是一个固定范围的电压值,供电[/font][font=宋体]5伏,有水输出电压0~0.3伏,无水则输出大于4.5~5伏。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体]则实际应用时,有水时有可能输出[/font][font=宋体]4.6伏、4.7伏、4.9伏等,无水时有可能输出0.3伏、0.1伏、0.03伏。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][b][font=宋体][font=宋体]规避处理差异:[/font][/font][/b][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体]数字信号的光电水位开关,内置芯片处理,因此会在出厂前已烧录好程序,通常程序上会增加防抖、防挂液、防水垢等处理,避免液面波动、有水垢、挂水珠时误判,缺点是出厂后程序不可变更。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体] [/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体]模拟信号的光电水位开关,内部无芯片处理,则是由使用方(以下简称[/font][font=宋体]B方)做软件规避处理。这种优点是B方工程师可以依据自己熟知的客户使用情况,调整软件做规避处理。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][size=18px][font=宋体][font=宋体]如[/font][font=宋体]B方需要将光电水位开关用在一个咖啡机上,但咖啡机销售地区水质不好,则B方可以做相关的硬水模拟测试,或直接询问A方(厂家)咨询数据,根据测试数据调整软件,就可以避免传感器因为头部结水垢导致误判。[/font][/font][font=宋体][/font][/size][font=宋体][font=宋体][size=18px]当然,这种软件规避只能处理掉类似于薄薄一层淡黄色的水垢,如果是针对发霉变黑变绿的严重水垢,则无法通过软件规避处理,需清洗后传感器才能恢复正常工作。[/size][img=,561,197]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/08/202208291503139753_9402_4008598_3.png!w561x197.jpg[/img][url=https://eptsz.cn/]光电液位开关_流量计_倾倒开关_液位传感器厂家_能点科技有限公司/EPTSZ[/url][/font][/font][font=宋体][/font]

  • 光电水位开关数字信号与模拟信号的区别

    [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]

  • 【讨论】数字信号处理中的窗函数

    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。

  • 【白皮书】数字信号与脉冲序列调理

    【白皮书】数字信号与脉冲序列调理

    数字信号与脉冲序列调理数字IO接口数字信号采用数字信号进行通信是计算机和外设、仪器以及其他电子设备之间最常见的通信方式,因为这是计算机工作的基本元素。任何信号,都必须转换为数字信号之后,才能输入计算机,并进行处理。数字信号流入或流出系统时,或是单个信号,或是一串脉冲,可以只经过单一端口,也可以经过多个并行端口,并行端口上每根信号线代表字符中的一个bit。计算机的数字输出信号线往往用于控制继电器,以间接控制其他设备的开关。类似地,数字输入信号线可以代表某个传感器或开关的两种状态之一,而一串脉冲序列可以指示某个设备的当前位置或瞬时速度。输入信号可能来自继电器或其他固态设备。大电流、高电压数字IO通过继电器,可控制超出计算机内部处理范围的电压或电流,但信号或状态的响应速度受限于线圈的频率响应和触点移动。同时,当电感负载由闭合切换至断开时,两端的反向自感电动势必须被抑制,可将续流二极管反接在负载两端,为脉冲电流提供通路,以释放能量。如果没有这个二极管,继电器两端的电弧会缩短自身使用寿命(见图11.01)。[img=,315,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281514034446_4291_3859729_3.jpg!w315x349.jpg[/img]TTL和CMOS设备通常用于连接高速低压信号,例如速度或位置传感器的输出信号。但是在需要用计算机去激励继电器线圈的应用中,TTL或CMOS设备也许无法满足电压和电流需求。因此需要在TTL信号和继电器之间接入一级缓冲,以提供30V,100mA的驱动能力。 [img=,315,323]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281514151811_8384_3859729_3.jpg!w315x323.jpg[/img]这种系统的一个例子是用于数字IO仪器的板卡,板载放大/衰减单元,由一个PNP晶体管、一个续流二极管和一个电阻组成(见图11.02)。为了控制标准的24V继电器,需要从外部引入24V电源。内部TTL输出高电平时,三极管导通,输出低电平(约0.7V);TTL输出低电平时,三极管进入截止区,输出被拉到24V。因为继电器线圈是感性负载,所以需要反接一个续流二极管,用于在开关切换时保护继电器。图11.03演示了高压数字输入的降压电路。这使得TTL电路可以处理高达48V的电压。高压信号接入电阻分压电路,得到衰减。选取一个阻值适当的电阻R,用于处理不同程度的高压信号。图11.04中的表格提供一些常用方案。[img=,368,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281517039909_4386_3859729_3.jpg!w368x288.jpg[/img][img=,351,168]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281517036364_4408_3859729_3.jpg!w351x168.jpg[/img]数字输入计算机处理数字输入的方法各种各样,有难有易。这一章节简要讨论软件触发,单字节读取;硬件控速,数字输入;外部触发,数字输入。数字输入的异步读取当计算机周期性的采样数字引脚时,需要使用软件触发的异步读取方式。有时,读取数字输入的速度和时机至关重要,但是采用软件触发的单字节读取方式,读取间隔很难保持稳定,尤其是当应用程序运行在多任务操作系统下的时候,例如在PC机上运行。原因是读取间隔受计算机的运行速度和其他并发任务的影响。读取间隔的不稳定可用软件定时器进行补偿,但是小于10ms的时间分辨率在PC上很难得到保证。数字输入的同步读取有些系统提供硬件控速的数字输入读取方式,用户可以设置数字输入端口的读取频率。例如,某系统能够以100kHz的频率读取16位IO口,某些系统可以达到1MHz的速度。硬件控制的读取,最大优点就是可以做到比软件快得多的速度。最后,此类设备可以在读取模拟输入的同时读取数字输入,使得模拟输入和数字输入的数据具有紧密的关联性。数字输入的外部触发读取某些外部设备以独立于数据采集系统的速率,产生以比特、字节或字为单位的数据。只有当新数据可读时才进行读数,并非以预先设置好的速率读数。因此,这些外部设备通常采用信号交换技术进行数据传输。当新的事件发生,例如外部数据就绪或门控信号输入时,外部设备在单独一根信号线上产生电平翻转。为了与这些设备交互,数据采集系统必须具备可被外部信号控制的输入锁存功能。这样,一个逻辑信号会提交到主控计算机,提示新数据准备就绪,可从锁存器中读取。举例来说,一个以此方式工作的设备,在其6根控制信号线中有一根线用来通知外部设备主机正在读取输入锁存器中的数据。这个动作使外部设备能够保持住新数据,直到本次读取完成。数字隔离由于多种原因,数字信号往往需要被隔离,比如保护系统一端免受另一端随时可能出现的高压信号的损害、使得不共地的两个设备之间正常通信或保证医学应用中用户的安全。常见的隔离方案是光耦。光耦包含一个用于发射数字信号的LED或激光二极管,和一个用于接收信号的光电二极管或光电三极管(见图11.05)。光耦体积虽小,但可以隔离500V高压,这种技术还可以用于控制并监控不共地的设备。[img=,554,221]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281517178877_2957_3859729_3.jpg!w554x221.jpg[/img]脉冲序列信号调理在许多测量频率的应用中,脉冲信号被计数或与某个固定的时基单元做比较。脉冲也可作为一种数字信号,因为只有上升沿或下降沿会被计数。在很多情况下,脉冲序列甚至可能来自模拟信号源,比如电磁拾波器(magnetic pickup)。举例来说,数据采集系统中应用广泛的频率采集卡,提供4路频率输入通道,并包含2个独立的前端电路,一个用于数字信号输入,另一个用于模拟信号输入。采集卡将数字输入划分为不同逻辑状态,将模拟输入转换成一个随时间变化的纯净的数字脉冲序列。图11.06演示了原理框图:总共模拟输入和信号调理两部分。前端RC网络提供交流耦合,允许高于25Hz的信号通过。衰减比例可调的衰减器降低了波形的整体幅度,削弱了不必要的低压噪声的影响。当需要使用来自继电器闭合时的脉冲序列时,此电路单元为用户提供了软件可配置去抖时间的功能。数字电路监控着被调节的脉冲序列,保持高电平或低电平。如果没有去抖动环节,信号中额外的边沿将导致过高的、不稳定的频率读数。[img=,378,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281517366706_1103_3859729_3.jpg!w378x240.jpg[/img]大量传感器输出调频信号,而不是调幅信号。比如用于测量转动和流体流速的传感器,通常属于这一类。光电倍增管(photomultiplier tubes)和带电粒子探测器(charged-particle detectors)常用于测量领域,并输出频率信号。原则上,这些信号也可以用AD采集,但这个方法将产生大量冗余数据,使得分析工作难以进行。直接进行频率测量效率则高得多。频率 - 电压转换数据采集系统可通过多种途径测量频率:对连续的AC信号或脉冲序列做积分,产生与频率成比例关系的DC电压,或用AD将交流电压转换成二进制的数字信号,或对数字脉冲计数。[img=,382,294]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281517493299_2073_3859729_3.jpg!w382x294.jpg[/img]脉冲序列积分一种常见的用于单通道的转换技术,模块化的信号调节:对输入脉冲做积分,并输出与频率成比例的电压信号。首先, AC信号经过一系列电容耦合,滤除超低频和DC分量,此输入信号每次经过零点,比较器产生一个恒定宽度的脉冲,脉冲再经过积分电路,如低通滤波器,然后输出一个变化缓慢的信号,信号电压将正比于输入信号频率(见图11.08)。[img=,387,297]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281518092778_237_3859729_3.jpg!w387x297.jpg[/img]频压转换器的响应时间比较慢,约为低通滤波器截止频率的倒数。截止频率必须远低于待测信号频率,又要足够高,以保证所需的响应时间。若待测信号频率接近于截止频率,明显的纹波将会成为一个严重的问题,如图11.09所示。[img=,379,238]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281518237403_2408_3859729_3.jpg!w379x238.jpg[/img]外部电容决定了专用频压转换的IC时间常数,使得电路可测量较宽频率范围内的信号,但频率改变时,电容也必须随之改变。不幸的是,这种频压转换器在频率低于100Hz时,表现得很差,因为截止频率低于10Hz的低通滤波器需要超级电容器。数字脉冲计数另一种用于测量数字脉冲或AC耦合模拟信号频率的技术。可输出正比于输入信号频率的DC电压,类似上面提到的积分法,只不过这里的DC电压来源于DAC。前端电路将输入的模拟或数字信号转换成纯净的脉冲序列,使其在进入DAC之前,不会带有来自继电器的毛刺,高频噪声以及其他多余信号(见图11.10)。[img=,554,257]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905281518331462_5120_3859729_3.jpg!w554x257.jpg[/img]举例来说,一个标准的带有频率输入的数据采集卡,模拟输入通道前置低通滤波器,截止频率可设置为100kHz、300Hz或30Hz,测频范围1Hz至100kHz,信号峰峰值50mV至80V。数字输入部分直流耦合至TTL电平的施密特触发器,可测量0.001Hz至950kHz,±15VDC的信号。采集卡通常具有上拉电阻,用于继电器或开关应用。微控制器准确测量几个脉冲的周期之和,频率分辨率取决于用户可配置的最小脉冲宽度。从测得的周期数据中可换算出频率,再根据频率值,控制DAC向数据采集系统输出相应的模拟信号,信号流入DC调理电路,最后,软件再将此电压转换成频率值。这种方法可以测量幅值和频率范围很宽的信号,且响应迅速。程序可控的频率量程可以最佳匹配ADC的量程,提高测量性能。DAC输出范围±5V,用户配置的最低频率对应-5V,最高频率对应+5V。实际上,用户可任意配置频带范围,如500Hz-10kHz、59.5Hz-60.5Hz。但ADC固定为12位分辨率,不管频宽如何,-5V至+5V的电压都会被按比例划分为4096个等级,所以设置的频宽越窄,频率分辨率越高。例如1Hz的频宽划分为4096份,分辨率高达1/4096Hz(0.00244Hz),而100Hz的频宽,分辨率则降至24.41Hz。虽然不同量程下,分辨率都是固定的12位,但测量速度却有所不同。从1Hz至自定义的频率上限,电压转换时间2至4ms,最长不超过输入信号的周期。0至10kHz范围内的信号,更新速率2至4ms;0至60Hz,则需要16.6ms。随着输入量程越来越窄,例如49至51Hz,12位分辨率去处理2Hz的带宽,消耗时间越来越长,转换时间大约59ms。除了低通滤波器,内置的迟滞功能也可防止由于高频噪声导致的错误计数。去抖时间可被软件配置为0.6ms至10ms,用于处理机电设备,如开关、继电器等切换状态时会产生毛刺的设备。基于门控脉冲计数的频率测量门控脉冲计数相对于频压转换法精准度更高。门控脉冲计数法记录在指定时间内出现的脉冲个数,除以计数时间即频率值,频率误差可以低至计数时间的倒数,例如以2s作为计数时间,频率误差低至0.5Hz。许多数据采集系统包含TTL电平兼容的计数器/定时器IC,可以产生门控脉冲、测量数字输入,然而并不适用于未经调理的模拟信号。所幸多数频率输出设备可以输出TTL电平。有些产品上的一个计数器/定时器IC,包含了5个计数器/定时器,而且通常使用数据采集系统的内部晶振,或外部晶振。这些IC通常使用多个通道配合完成计数功能,每路通道都包含一个输入部分,一个门控部分和一个输出部分。最简单的计数只需使用输入部分,PC以一定的周期读取计数值并复位计数器,这种方法的不足之处是读取周期不确定,函数执行过程中突然出现的情况可能随时启动或停止计数。另外,延时函数,例如延时50ms,依赖于不精确的软件定时器。这两点原因致使计数时间较短的频率测量毫无意义,但是,这种技术足以应对计数时间超过1秒的频率测量。门控信号控制着计数时间,所以改变门控信号可以获得更高的精准度。这样,频率测量就变得与软件方面的时间问题无关。可以配置门控信号,在其高电平时才进行脉冲计数。同样的,也可以配置成在检测到一个脉冲时开始计数,检测到另一个脉冲时停止计数。这种方法的一个缺点是需要额外的计数器用于控制。但在多通道频率采集的应用中,一个计数器可以控制多个通道。例如在5个通道的系统中,4通道用于计数,1通道用于控制。计时应用计数器/定时器同样可用于需要计时/定时的应用场合。将连接至输入通道的时钟信号作为门控信号是不错的选择,当信号为高电平时,使能计数。同样的方法可用于测量两个脉冲之间的时间间隔,只需配置成在第一个脉冲到来时开始计数,下一个脉冲到来时停止计数。由于16位计数器在计数到65535时,即将发生溢出,所以以1MHz的时钟频率计数时,可测脉宽不超过65.535ms,更宽的脉冲将会导致计数器溢出,除非降低时钟频率。如需了解更多内容请关注嘉兆科技嘉兆公司拥有40年测试测量行业经验,专业的销售、技术、服务团队,在众多领域都非常出色,包括:通用微波/射频测试、无线通信测试、数据采集记录与分析、振动与噪声分析、电磁兼容测试、汽车安全测试、精密可编程测量电源、微波/射频元器件、传感器等,并分别在深圳、北京、上海、武汉、西安、沈阳、珠海、成都设有全资分公司、生产工厂、办事处。

  • 混合信号示波器

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    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。

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  • NI推出高性能嵌入式控制器

    自1976年成立,30多年来,美国国家仪器公司(NI)帮助测试、控制、设计领域的工程师与科学家解决了从设计、原型到发布过程中所遇到的种种挑战。通过现成可用的软件,如LabVIEW, 以及高性价比的模块化硬件,NI帮助各领域的工程师不断创新,在缩短产品问世时间的同时有效降低开发成本。如今,NI为遍布全球各地的30,000家不同的客户提供多种应用选择。NI总部设于美国德克萨斯州的奥斯汀市,在40个国家中设有分支机构,共拥有5,200多名员工。在过去连续十二年里,《财富》杂志评选NI为全美最适合工作的100家公司之一。作为最大的海外分支机构之一,NI中国拥有完善的产品销售、技术支持、售后服务和强大的研发团队。 近日,由NI研发的高性能嵌入式控制器NIPXIe-8115已成功上市,该产品配备了最新的Intel?第二代Core?i5双核处理器,能够缩短测试时间,是多核应用程序的理想选择。 为了提高PXI系统的稳定性,NIPXIe-8115控制器配备了In-ROM和硬盘驱动诊断功能,确保实现PXI嵌入式控制器的操作性能。除了高性能的CPU以外,NIPXIe-8115控制器还配备了6个USB2.0端口、2个可连接多台显示器的显示端口、双千兆以太网、GPIB、串行和并行端口。全新的NIPXIe-8115将诊断分析功能与NI备用硬盘驱动和内存相结合,提高了操作性能,从而减少了停工时间,并确保给应用程序带来最小的影响。 NIPXIe-8115控制器采用IntelCorei5-2510E处理器,添加了2.5GHz的基本时钟频率功能。并且还采用IntelTurboBoost技术,基于应用类型自动增加时钟频率。举例来说,当运行只生成单处理线程的应用程序时,CPU会将一个未使用的内核置于空闲状态,并将活动内核的时钟频率从2.5GHz提高至3.1GHz。这样,无需多线程的软件应用程序,就能采用最新的CPU。它既可在双核、也可在高性能的单核模式下操作,这种灵活性使得控制器可适用于各种应用,包括高性能的自动化测试和工业控制。 该产品具有多种外设I/O端口以及6个行业领先的USB2.0端口。该产品In-ROM和硬盘驱动诊断功能能够判定控制器的健康状况,从而提高操作性能,并最大限度地减少系统停工时间。将控制器与NILabVIEW系统设计软件结合,工程师可在各类测试、测量和控制应用中提升开发效率。

  • 数字式明渠污水流量计数据采集处理系统研究

    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

  • 高性能空心阴极灯的使用

    普通空心阴极灯(2电极)作为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]分析的光源,虽优于其他光源,但存在发射强度较弱和存在“自吸变宽”的缺点,国际上曾有一些试图改善空心阴极灯性能的尝试。 1.高强度空心阴极灯(Walsh) 辅助电流用电子管采用的:“氧化物热阴极”由交流低电压产生热,同时施加较高电压,所产生的电子流激发主阴极口外[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中的原子,增加发射强度,也提高灵敏度,邻近的离子线减弱或消失,工作曲线线性范围扩大。 典型元素Ni灯 由于供电复杂(空心阴极,灯丝,辅助电流三组),灯壳结构也较难加工,在商品仪器中几乎从未采用过。 2.ΦOTO(澳大利亚)高强度灯 主阴极为管状(无底),辅助电流仍由“热阴极”供给,加适当屏蔽使辅电流从主阴极中穿过,使溅射产生的原子受到二次激发。曾有20多种这种灯投入市场,但已多年不见。缺点:灯壳发热大(温度较高也不利于主阴极发射) 3.高性能空心阴极灯(三电极)。 (第一发明人吴廷照,职务发明,中国、美国专利)不同于ΦOtO灯。辅助电流由“冷阴极”供给(另一只空心阴极),阳极公用,共有三电极加适当屏蔽, 使辅阴极电流只经过主阴极腔内到达阳极。特点(与普通灯相比): ① 发射强度大; ②测定灵敏度高; 检出限较低; ③稳定性较好; ④邻近线光谱干扰消失,可以使用较大光谱通带(进一步提高能量); ⑤使用寿命长。 ⑥铅和锡可以使用较弱的灵敏线217.00nm(普通灯只宜使用发射较强的次灵敏线) ⑦工作曲线线性范围扩大。 基本特点是:自吸小;激发能量较低,主要激发原子线,不是以激发离子线,其他特点都是由此衍生。 不是所有元素都有高性能灯,碱金属和高温元素,稀土金属没有,强度提高愈大,高性能特点愈强。(主要是前三项)。现有20余种元素高性能灯。 应用户要求,试制一些未列入高性能灯的元素灯,也有特点,列如铁灯,强度只提高一倍多,但稳定性改善,普通铜灯发射已经很强,但用高性能铜灯稳定性更好,钙灯也改善稳定性(强度只提高一倍)。 典型元素 1.砷—强度提高约5倍(不算光谱通带增加提高的强度,可以使用2nm通带而灵敏度下降很小)2.硒—为了得到足够能量,普通灯不得不加大电流,而大电流产生的热可使硒升华,此时稳定性变坏,高性能灯无此缺点,可以用较小电流。砷与硒,PE公司使用费用很高的高频灯,都可用高性能灯代替。3.镍—高性能灯没有与测定线232.0nm邻近的231.6线所产生的光谱干扰,可以使用较大通常宽度,线性范围扩大。对AAS测定,只要有高性能灯的元素就不宜用普通灯。特殊的汞“普通”二电极灯(发明人吴廷照) 它不是普通二电极灯,也不是高性能灯,但发射强度却是所有元素灯中最强的,它是从灯中心的阳极采光(阴极在侧位)而且这个阳极靠近光窗(减小“自吸”),这是利用汞在室温下已有一定的蒸汽压,在阳极附近[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]中已有足够的汞原子,这是能从阳极采光的唯一元素,这也是原子荧光法测汞有远强于其他元素的荧光强度,可使测定达到PPT级。高性能灯的供电 仍由主机供电,但占用2个灯位,高性能灯的灯头与普通灯相同,也使用“大8脚”管头。主阴极接1号脚,阳极接3号脚,不同的是灯的辅助阴极的接线从灯头开孔引出接另一个灯头(只有插头,没有灯)的5号脚,高性能灯直接插主机A灯灯座,外接的灯头插B灯灯座。这种接线方法对主机旋转式或水平拉动的灯架都适用。 PE公司的灯使用小9脚插头插座,也是将辅阴极接线引出接另一插头,连在灯上的小9脚插头插A灯插座,外接插头插B灯插座。瀚时制作所生产CAAM-2001型多功能[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url],带有3电极高性能灯插座,不但使用方便也改善一些元素的分析性能。 使用方法 先选定高性能灯主阴极的灯电流(如砷灯用5-7mA,铅灯用4-6mA,暂不开辅阴极,此时已有发射强度(但较弱),可用来寻找波长位置,有能量显示后再开辅阴极,逐渐增加辅阴极电流到最大能量(T),为止(超过此电流能量反而下降),辅阴极电流约为主阴极电流的1/2至2倍,随元素不同而不同。

  • 【分享】电量隔离传感器在数字化技术中的应用

    一、概述 电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电量测试部件(产品)。 电量隔离传感器变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种AD转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个高可靠的工业检测(监测)或控制系统。 由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开发工作,高电压或大电流信号可以直接接入产品,(通过端子、插针输入或穿孔方式输入),就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块,是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。 随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能,如非线性校正和小信号处理方面,模拟产品是不可比拟的。因此,电量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。 下面就电量隔离传感器的工作原理和其数字化技术问题作一个简述,供大家参考。 二、电量隔离传感器基本工作原理 由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号,所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。 1、交流信号检测原理 交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图,图2为交流电压信号的检测原理框图,由CT和PT对信号进行隔离,电流为穿孔输入方式,电压为端子接线输入方式。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192765_1636985_3.gif[/img]图1 交流电流信号检测原理框图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192766_1636985_3.gif[/img]图2 交流电压信号检测原理框图其中,CT为电流互感器,PT为电压互感器,输出一般为0~5V或4~20mA。

  • 【转帖】电子衡器仪表的结构原理和性能特点

    衡器仪表是指电子衡器中显示被称物的质量和称量状态的仪表,也叫称重显示器。电子衡器仪表原为模拟指示式,由误差放大器、可逆电机、平衡电桥、激励电源、度盘和指针等部分组成,按自动平衡电子电位差计原理工作。它称量速度慢,功能单一,准确度低,现已基本被淘汰。现用称重显示器为数字显示式。 电子衡器仪表的构成 结构原理  数字显示式衡器仪表的品种很多,图1所示是其中的一种。数显器接受处理的是称重传感器输出的电信号。电信号有模拟量也有数字量,最常见的是几至几十毫伏的模拟电压。数显器的电路原理如图2所示。激励电源供给称重传感器工作电源,同时供给A/D(模/数)转换单元基准电压,其稳定度一般在0.1%以上。放大单元通常采用测量放大器结构,接受、放大称重传感器的信号。放大倍数一般为数百倍。滤波单元滤掉从机外混入的和放大器自身产生的电噪声。A/D转换单元把模拟量转换成数字量,转换位数通常取二进制数14位以上。数据处理单元是以微处理器为核心,使用外围支持芯片组成的,它在程序的控制下完成采集数据、运算、存贮等一系列操作,处理结果送到相应接口上。显示单元以数字或文字、图表等形式显示出称量值和称量状态,并可通过接口与外部设备联络。 衡器称重仪表的原理图-电路图 性能特点 数显衡器仪表的性能包括计量性能、功能、环境适应能力、安全性和可靠性5个方面。与通用的数字衡器称重仪表相比,数显器具有5个特点:①自带传感器激励电源,使用方便;②采用比率型A/D转换和倍频技术,计量性能中的长期稳定性好;③软件能真切地仿真振动、空秤变动、物料落差等称量特征,显示快、准、稳;④机内有空秤置零、零点跟踪、定标、最大秤量、分度位等参数的设定单元,改定方便,通用性强;⑤带输出接口,能够联接多种外部设备,方便地实现系统控制。    准确度等级国际法制计量组织(OIML)3号建议规定,非自动衡器按准确度级别划分为4个等级。按配用衡器的级别,中国将电子衡器仪表也划分为4个等级,并分别冠以与电子衡器对应的级别代号:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每个级别的衡器仪表的计量最大允许误差为对应级别衡器允许误差的0.7倍。 网友解释衡器仪表的基本架构原理 仪表架构其实很简单,一个电源为全部器件供电,一个AD部分负责将 传感器的模拟信号放大,模数转换到数字信号,一个中央处理器,也就是常说的单片机 (MCU),来处理AD部分读取到的重量信号,进行一系列的换算处理,最好译码为可显示阅读的信号,显示在显示屏上,同事一般还有键盘电路,来接受用户的 一些操控,很多仪表还带有并行打印口,微打驱动,RS232或RS485接口与上位机或其它仪表互联通讯,还有数字电流环接口,以连接大屏幕,另外工业控 制用的很多仪表带有4~20mA电流环接口,以配接PLC。高档的还有现场CAN总线或者以太网接口,某些仪表还有USB接口,不过USB由于传输距离太 近,在衡器仪表上用途较少,因此也很少有仪表有USB接口。

  • 关于显示表的输入输出技术性能表述

    仪表检测输出通道主要有两个任务:将测量结果数据转换成显示和记录机构所接收的信号,以直观屏幕显示或形成可保存文件;控制系统中,把微机采集成过程物理参量经过调节运算转换成生产过程执行结构所能接收驱动控制信号,使被测控制目标按预定模式运行。各类输出装置对应数据驱动信号类型不同。LED显示装置,需要字形代码信号;驱动XY记录仪需要0~10V连续变化电压信号;继电器线圈则要求开关量脉冲信号;某些电动执行机构需要4~20mA标准电流和数字信号。 一、数字量或开关量输出隔离性能 此类输出方式将隔断处理机与执行机构之间直接电气联机,以免外界强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到检测系统。此类输出装置有光电耦合隔离和继电器隔离技术。光电耦合技术主要以发光件为电流驱动器件,可形成有效电流传送方式,形成低阻抗电路,对噪声敏感度低,抗干扰能力强。在检测系统应用多方面,如信号隔离转换、隔离驱动、远距离隔离传输、A/D转换、固态继电器电器。可分为直流输出和交流输出类型,其主要特点:输出信号与输入信号在电气完全隔离,抗干扰性强,隔离电压可达千伏以上;无触点,寿命长,可靠性高;响应速度快。 二、数字量/开关量输出驱动技术 测控系统中,大功率、大电流驱动部件必不可少,其性能优劣直接影响输入信号特性、采集通过速率、分辨率和精度。此外,还有系统非线性误差、共模抑制比和串模抑制比等指标,以及接口特性。数字显示仪表:NPXM-2011P5N、NPXM-2011P3N、NPXM-2012P5H等

  • 用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器

    用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器

    用于光子相关纳米粒度仪的数字相关器动态光散射原理(光子相关普法PCS和光子交叉相关普法pccs)的纳米激光粒度仪的关键技术是提取悬浮液在溶液中的纳米颗粒的散射光的自相关函数或互相关函数,计算纳米颗粒的扩散系数,从而分析颗粒粒度。数字相关器是基于动态光的散射原理(光子相关光谱法PCS和光子交叉相关普法pccs)的粒度测试技术中提取散射光信号的自相关函数和互相关函数的装置。目前,国内应用较多此类装置主要是进口美国Brookhaven公司BI-9000AT、BI-9010AT和Turbocorr数字相关器,这些装置只能完成自相关运算而无法进行互相关运算,因此只适合用于pcs法测试纳米颗粒粒度,而无法适用于PCCS法测试纳米颗粒粒度,从而对测试环境、所测样品浓度以及测试稳定性等方面具有较大的局限性,只有制作专用大规模集成电路(ASIC),或基于DSP技术,或多片芯片及联组成,不但有很大的局限性,而且价格昂贵。另外,国内有人尝试采用软件的方式实现数字相关器,即先用光子计数器将散射光光子计数并储存在存储器中,然后根据计算计算机软件将其数据从存储器中读出进而进行相关运算,虽然这样能计算出散射光强的相关函数,但由于软件所需的处理时间内的光子丢失造成计算的相关函数偏差较大。因此,采用软件的数字相关器实时性很差,不能满足颗粒粒度分析的要求。微纳专利的用于光子相关纳米激光粒度仪的数字相关器,是一种基于动态光散射原理测试纳米及亚微米颗粒粒度测试技术中用于获得散射光信号自相关函数和互相关函数的数字相关器。本专利发明实现了光子脉冲技术、自相关运算、互相关运算以及与计算机通讯功能,具有采样速度快、延迟时间范围广、相关通道多的特点,完全满足纳米颗粒粒度测试中获取高速变化的动态散射光信号的自相关函数和互相关函数的高难度需求。 winner802 纳米激光粒度仪http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512030937_576113_3050076_3.jpg产品简介:Winner802是我公司最新推出的基于动态光散射原理的纳米激光粒度仪,同时也是国内首款采用数字相关器的纳米激光粒度仪。本款仪器采用我公司自主研制的高速数字相关器和高性能光电倍增管为核心部件,具有操作简便、测试快捷、分辨率高等特点。适用范围:Winner802适用于各种纳米级、亚微米级固体颗粒与乳液。技术参数:规格型号Winner802执行标准 GB/T 19627-2005/ISO 13321:1996 GB/T 29022-2012/ISO 22412:2008测试范围1-10000nm(与样品有关)浓度范围0.1mg/ml--100mg/ml(与样品有关)准确度误差1%(国家标准样品D50值)重复性误差1%(国家标准样品D50值)激光光源光纤半导体激光器,λ= 532nm, 探测器光电倍增管(PMT)散射角90o样品池体积4mL温控范围5-40 ℃(精确到0.1℃)测试速度5 Min体积480mm×270mm×170mm重量12Kg数字相关器主要参数自相关通道:256 基线通道:4最小分辨时间:6ns 延迟时间:100ns-10ms(可调) 运算速度:162M/S产品特点和优势:先进的测试原理采用动态光散射原理和光子相关光谱技术,根据颗粒在液体中的布朗运动速度测定颗粒大小。大小颗粒运动速度不同,激光照射这些颗粒,不同大小的颗粒将使散射光发生快慢不同的涨落起伏。光子相关光谱法就根据特定方向的光子涨落起伏分析其颗粒大小。 极高的分辨能力使用PCS技术测定纳米级颗粒大小,必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用我公司研制的CR256数字相关器,具有识别8ns的极高分辨能力和极高的信号处理速度。 高灵敏度和信噪比采用专业级高性能光电倍增管(PMT),对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比。 超强的运算能力采用自行研制的高速数字相关器CR256进行数据采集与实时相关运算,其数据处理速度高达162M,从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。Winner802光子相关纳米激光粒度仪是国家科技型中小企业创新基金的项目成果,也是过内首款采用动态光散射原理的纳米粒度仪。其测量原理建立在液体颗粒布朗运动基础之上,颗粒越小,运动速度越大,运动速度越慢。它采用HAMAMATSU高性能光电倍增管和由微纳自主研发的高速数字相关器作为核心部件,通过测试某一角度的散射光的变化并求出自相关函数(即扩散系数),根据Stokes-Einstein方程计算出颗粒粒径及分布,它具有快速、高分辨率、重复及准确等特点,同时还是纳米颗粒粒度测试的首先产品。

  • KR Electronics低通滤波器N型连接器

    [url=https://www.leadwaytk.com/article/5288.html]低通滤波器[/url][font=Calibri][font=宋体]是种数字信号处理装置,适用于选出低频信号,防止高频信号通过。低通滤波器有个截止频率,超过该频率的信号将会被衰减或者完全阻隔,而低于该频率的信号能够通过滤波器。低通滤波器可用于清除噪音、获取感兴趣的低频参量以限制信号的频带宽度。[/font][/font][font=Calibri]N[font=宋体]型连接器的信号频率范围包括[/font][font=Calibri]0[/font][font=宋体]至[/font][font=Calibri]11GHz[/font][font=宋体],高性能可达[/font][font=Calibri]18GHz[/font][font=宋体]。主要有两种特性阻抗,[/font][font=Calibri]50Ω[/font][font=宋体](广泛用于移动通讯、无线数据传输、通信系统等)与[/font][font=Calibri]75Ω[/font][font=宋体](主要用在有线电视系统)[/font][/font][font=宋体]。[/font]

  • 【资料】三相电信号采集电路设计方案

    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。

  • 光电液位传感器输出信号有哪些

    光电液位传感器输出信号有哪些

    [font='微软雅黑',sans-serif][color=#333333][back=white]光电液位传感器是一种常用于检测液位高度的传感器。它通过光电原理来检测液位的变化,并将其转化为电信号输出。光电液位传感器的输出信号主要有以下几种:[/back][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=#333333][back=white]模拟电压信号:光电液位传感器通过光电元件接收液位的变化,并将其转化为相应的电压信号输出。这种信号通常是一个连续变化的模拟信号,可以通过电压表或模拟输入设备进行读取和处理。[/back][/color][/font][align=center][img=光电液位传感器,600,324]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/08/202308211717408803_6362_4008598_3.jpg!w600x324.jpg[/img][/align][font='微软雅黑',sans-serif][color=#333333][back=white]数字信号:一些光电液位传感器将液位变化转化为数字信号输出。这种信号通常是一个二进制值,表示液位的高低或液位的变化状态。可以通过数字输入设备进行读取和处理。[/back][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=#333333][back=white]深圳市能点科技有限公司是一家专业的开关生产厂家,主要供应[url=https://www.eptsz.com]液位传感器[/url],倾倒开关,小型流量计,分离式液位开关,水位传感器,水位开关,轻触开关,水箱控制开关,鱼缸自动智能补水器等产品。液位传感器广泛应用于扫拖机,洗地机,饮水机,咖啡机加湿器等家电设备。[/back][/color][/font]

  • RADITEK高性能耦合器

    [font=宋体]耦合器是种射频前端,从主通道中获取一部分数据信号。和功率分配器一样,也是一种配电设备。耦合器和功率分配器相互结合是为了把信号源的功率最大限度平均分布到房间内的无线天线端口上,促使各个无线天线端口的功率都是相同的。[/font][url=http://www.leadwaytk.com/article/4645.html]RADITEK[/url][font=宋体][font=宋体]高性能耦合器具备极低的损耗率和高度隔离。[/font][font=Calibri]RADITEK[/font][font=宋体]具有所有的标准通信频率段中损耗率极低的耦合器。能提供[/font][font=Calibri]2[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]4[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]6[/font][font=宋体]路功分器。[/font][/font][font=宋体]深圳市立维创展科技授权代理[/font][font=Calibri]RADITEK[/font][font=宋体]微波隔离器和环形器产品,部分型号备有现货。产品原装进口,质量保证,欢迎咨询。[/font][font=宋体]详情了解[/font][font=Calibri]RADITEK[/font][font=宋体]产品请点击:[/font][url=http://www.leadwaytk.com/brand/13.html][font=Calibri]http://www.leadwaytk.com/brand/13.html[/font][/url]

  • 深圳至秦仪器有限公司正在寻找信号算法工程师职位,坐标,谈钱不伤感情!

    [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]

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