随着计算机技术的发展，仪器仪表领域也开始发生巨大的变化，从传统仪器智能仪器开始向虚拟仪器发展。虚拟仪器以其强大的存储、数据显示和数据分析优势，逐渐受到重视。虚拟仪器技术通过软件将计算机与仪器硬件相结合，很好地将计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的现场测量、控制结合在一起。不仅降低了仪器的生产成本，还提高了仪器的性能，从而得到广泛的应用。另外，随着现代科学技术的进步，阻抗的测量逐渐成为各类电子产品的研究基础。目前，阻抗测量技术已在生物医学、工业测控、电力控制等领域有广泛的应用。为了满足高校实验室对电子元器件及其附属参数的测量需求，本文设计了一种基于虚拟仪器的阻抗测量系统本文通过将虚拟仪器技术与传统硬件相结合，设计实现了一种通过伏安法对阻抗参数进行测量的系统。其主要工作原理为：将阻抗的测量转换为矢量电压的测量再利用获得的矢量电压的实部和虚部的数字量与被测参数之间的关系，将其转换为待测量。本系统主要由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要包括通过FPGA设计实现的信号源模块、阳抗矢量电压转换模块、相敏检波模块、AD转换模块和通信模块。其具体的实现主要为利用FPGA设计实现系统正弦激励信号与基准信号的产生：通过相敏检波将采集到的矢量电压信号进行实部和虚部分离：利用低通滤波器滤除干扰信号：再通过AD转换芯片将采集到的模拟电压信号转换为数字信号；通过系统总线将数据传输到计算机，并对数据进行处理和显示。软件部分是利用虚拟仪器软件 LabVIEW设计实现仪器的数据处理、显示和控制界面，并通过动态链接库的调用来执行仪器操作。
标签： 虚拟仪器
上传时间： 2022-03-10
上传用户：aben
在我国煤矿的生产过程中，人员和设备的安全始终是煤矿开采最为关心的问题，煤矿井下瓦斯气体所引起的爆炸事故，会造成巨大的人员和财产损失其中甲烷气体是瓦斯气体的最主要的成分。传统上的甲烷气体检测大都采用化学检测方法，但是该种方法存在很多不足，人们开始研究采用光学方法代替化学检测的方法。本文采用了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤监测系统对甲烷气体实施监测本论文通过对瓦斯气体（主要成分是甲烷）检测技术的历史发展背景和国内外刈其研究现状的介绍，对于传统的甲烷气体检测系统中存在的缺陷和局限性问题分析，提出了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷隘测系统。首先介绍了气体光谱吸收原理和蚂蚁算法的基本原理，然后详细说明了蚂蚁BP神经网络算法，系统采用了型号为 MXSLD-CS65M5A的激光器，斩波器，测量气室等甲烷气体传感器系统，通过使用蚂蚁BP神经网络算法对测量数据进行优化设计，最后选用 Labview软件对数据进行测量显示，测试系统运行的可行性。通过实验，检验了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷传感系统的效果，本系统的实验测试数据可以通过 LabView软件的设计进行保存，对甲烷气体浓度的检测达到良好的运行效果，系统具有实时监测和自动报警功能。研究基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷传感系统对于煤矿安全生产具有十分重要的意义和应用前景。
标签： 蚂蚁算法
上传时间： 2022-03-10
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本文以某油田数字化改造项目为背景，研究内容主要分为如下四个部分（1）三维激光扫描仪在扫描作业中会产生精度不符合项目要求的问题，导致后续的维模型精度无法达到要求。本文系统分析了扫描仪的误差来源，采用单边法和交叉双边法的标定实验方案，可以较快、较准确的检验三维激光扫描仪的精度，为后续数据获取奠定了良好的基础（2）传统的纹理图片采集方法没有规则，拍摄的图片较多，数据量较大，且有时会遗漏部分场景信息。通过对比分析研究前后几次采集的大量纹理图片数据，提出了一种快速、全面的纹理采集方法，提高了采集效率，降低了数据量。通过研究降噪、增强特征等算法，对纹理图片进行处理，获取了较好的模型显示细腻感。最后，通过对比实验分析了上种不同理贴图方法在模型真实度、内存占用量和操作易程度等力面的影响，得出各个贴图方法的优缺点及适用范围，为后续的高质量、快速度的纹理贴图提供了理论依据（3）针对地面激光扫描仪在点云拼接时出现无法识别标靶球的问题，分析研究了大量其它站扫描的点云数据和标靶摆放位置，提出了相应的摆放规则，提高了识别标靶的成功率和点云拼接效率。复杂的曲面类模型在正向建模软件中的操作难度较大，且操作复杂，作者通过转换格式将点云放置在逆向软件中使用曲面拟合建模方法进行三维建模，提高了建模效率。非规則类模型在通过交集、并集和差集操作时会出现模型消失的问题，经过实验和研究，详细提出了其建模步骤，减少了该类问题的出现。团队协同作业的模型整合阶段容易出现材质和模型重复问题，结合项目的建模技术要求提出了相关的模型建模规范，提高了模型整合效率
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
上传用户：XuVshu
战场环境是影响战争胜负走向的关键因素，其中地形是战场环境的主要构成。随着军事技术的变革、精确打击和精确斩首武器的运用，传统二维地图的局限性已经无法满足军事训练和军事指挥方面的需求。而对于当前的三维战场地形，快速进行地形模型构建、地形模型精细化以及海量数据可视化呈现的要求显得越来越高。因此，本文为构建真实的三维战场地理环境及可视化进行了深入研究。本文选用倾斜摄影技术与 Cesium可视化库进行真实三维地形的建立及可视化平台的搭建，以西安工业大学未央校区做为典型应用实例进行城市作战可视化开发。首先，本文介绍了三维实景建模与可视化相关理论；论述了在Web端进行可视化开发的优势；提出了倾斜摄影测量技术对三维战场地形构建时存在的问题及解决办法。其次，本文制定了战场环境多源数据采集方案以及基于 Smart3D多源数据融合建模流程。制作了三维战场地形数据并进行了模型质量分析，包括模型的纹理精度、几何精度和地理坐标精度。确保生成的地形数据满足逼真的可视化视觉效果及地形对地面人员装备的各种干涉作用的真实性最后，本文在前三章的基础上采用BS三层架构的方式，通过 Cesium、HTLM，JavaScript等语言进行战场环境可视化平台的搭建，实现了城市化作战的三维战场环境构建。同时本文基于 Cesium完成了模型单体化和模型驱动等功能本课题对三维战场地形环境构建与可视化研究具有重要意义。本文提出的战场环境构建方法可以运用到各种战场环境的构建，包括山地丘陵的作战地形环境构建、城市反恐作战等。通过可视化平台的加载可以直观、真实了解战场环境。通过模型驱动完成战场中各种演示效果。关键词：多源数据融合；倾斜摄影测量：三维建模；Cesium：三维战场环境可视化：CZML
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-17
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主要介绍如何从放大了的信号中除去有害噪声，提取有用信号的滤波技术。书中介绍处理低频信号所必须的RC滤波器、有源滤波器、LC滤波器，以及低频滤波器中能够实现极限Q值的锁相放大器的设计放大等。
标签： 滤波器
上传时间： 2022-04-16
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主要介绍前置放大器的降噪技术、低噪声降噪的设计与制作及评价、电流输入放大器的设计、负反馈电路的解析与电路仿真、差动放大器技术、隔离放大器，附录：隔离放大器的试制；下册为滤波器电路部分，主要涉及滤波器的概述、RC滤波器与RC电路网的设计、有源滤波器的设计、LC滤波器的设计、LC仿真型有源滤波器的设计、使用于滤波器的RCL、变压器的活用、共模扼流圈与噪声对策、锁定放大器的原理与实验、锁定放大器的使用方法等。
上传时间： 2022-04-16
上传用户：zhaiyawei
虚拟仪器技术发展日趋成熟，凭借着其在智能化程度、处理能力、性价比和可操作性等方面的明显优势，已经被广泛应用到各个研究领域。随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。将虚拟仪器和气象站相结合，具有很大的研究空间。 在这个系统中，采用了硬件和软件相结合的方式。在硬件部分，设计了温湿度传感器和气压传感器与单片机MSP430F135的接口电路，并利用单片机控制进行数据测量，得到了各要素数据并进行了相应的数据处理和温度补偿，由无线发送模块进行传输。无线接收模块通过RS-232总线与计算机相连接，把接收到的数据送入计算机。在软件方面，利用LabVIEW强大的仪器控制功能，轻松地实现了与硬件进行通信交换数据，并将数据以Excel的格式存储在计算机中。使用LabVIEW开发用户控制界面，提供了系统时间显示和数据显示，并且提供历史数据的查询，用户可以输入日期或通过第三方软件(Excel)进行历史数据的查看。此外系统设计中还具有数据超限提示功能，用户可以在前面板根据自身需要设置超限值，若测量到的数值超过用户定义的值，将在前面板进行警告提示。 该系统具有开发周期短、成本低和高效性等特点，将虚拟仪器技术和气象相结合，可以节省大量的人力、物力和时间。然而虚拟仪器技术与气象测量的结合才刚刚起步，今后还需要更深入地研究。
标签： 虚拟仪器
上传时间： 2022-05-30
上传用户：aben
本文以“某港口航道水深适时监测技术研究”项目为背景,针对港口水深测量系统中发射的水声信号,采用基于GPS时间同步技术、以MCU+FPGA为核心控制单元的设计方案,设计了一套适用于工程实际的水声信号数据采集与处理系统。该系统作为港口航道水深适时监测技术的重要部分,具有极为重要的意义。水声信号数据采集控制的核心是FPGA,时序电路的设计采用VHDL语言实现。主要任务是控制ADC与FIFO的工作时序相互配合,实现水声信号的高速采集与存储。该数据采集系统位于港口航道的一侧,水声信号的发射端位于港口航道另一侧,在同步技术方面,系统使用GPS技术来实现。发射换能器和数据采集与处理系统的处理器同时读取GPS的时间信息,到达预设时刻时,水声信号发射端和数据采集系统同时启动,实现对水声信号的异地同步采集。水声信号数据的算法处理是由单片机实现的。数据采集完成之后,单片机读取FIFO中的数据,并对其作信号的短时能量分析,判断出水声信号的起始点,然后将水声信号的有效数据和水声信号起始点的位置通过VHF发送到上位机。实验测试证明,本文设计的数据采集与处理系统在采样率为4MHz时工作稳定可靠,功耗低,测量精度高,具有较强的实用性,在水声信号的采集与处理方面有着广阔的应用前景。
标签： 数据采集
上传时间： 2022-06-04
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电子测量技术是现代信息技术的基础。在信息产业链中，测量技术、通信技术和计算机技术分别完成了信息的采集、传输和处理，使其在推动国民经济高速增长，促进传统工业现代化的过程中起到了决定性的作用。 因此我们将电子测量技术与仪器称为其他关联产业发展的催化剂、倍增器和战斗力。电流、电压和电阻是国际量值体系(S1)中的三个重要参量单位，其与人类科学技术的发展密不可分，同时也是电子测量技术和仪器的基本研究对象。当电流、电压信号的量值小到一定程度，比如纳伏、皮安时，对它们的准确测量就变得非常的复杂困难。然而科学技术的进步又要求必须对这种微弱的信号进行精确的捕捉和测量，例如航空航天测控、半导体集成电路的测试、新型材料的研究、以及生命科学发展所需的分析测试等等。为此一代又一代的科学家和工程技术人员在茫茫噪声的大海中探索、搜寻，目的就是使仪器可测量的灵敏度越来越高，对被检测信号的分辨能力越来越强，以至于逼进其物理极限值。众所周知，美国Keithley公司在微弱信号测量领域堪称一绝，具有数十年来积累下的深厚理论功底和丰富实践经验，其不仅制造出了全系列的高技术产品，而且为业内人士贡献了“低电平测量手册”一书。该手册自1972年面世，至今已出到了第六版。该手册避免了繁杂的数学推导，完全从测试中的实际问题出发，深入浅出地让读者了解到如何正确地进行低电平测量，以达到对微弱电信号进行捕获和定量分析的目的。手册中不仅有比较严谨的测量术语的定义，还有具体的消除或避免测量误差的方法与应用实例，可以让读者一目了然，非常实用；
标签： 低电平测量
上传时间： 2022-06-10
上传用户：kent
CCD（Charge Coupled Device）是电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊的半导体器件，是一种新型的固体成像器件。它既具有光电转换的功能，又具有信号电荷的存储、转移和读出的功能。CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术。目前，CCD技术广泛应用于视频处理的前端，它通过光电转换将光信号转化为电信号，以便于后续电路的处理。本文从CCD出发，系统地介绍了CCD的发展、结构、特点和分类，并以CV-A50/CV-A60相机为例，阐述CCD相机的控制时序，并介绍了调光的种类及各自的优缺点。本文以AT mega16单片机为例，详细地介绍了用AVR单片机控制调光的硬件和软件的实现，为调光系统的设计提供了一种新的思路。目前，视频技术已经广泛应用于监控和测量领域，并在宁航、遥感、军用设备、自动控制等方面有很多应用。民用的CCD相机，广泛应用在各种需要监视和图像采集的环境中。例如：银行监视器的镜头，数码相机镜头，数码摄像机镜头，手机镜头等中都得到了广泛的使用。视频技术通常由采集，处理和分析三部分组成。作为图像采集前端的CCD，承担着将光信号转变成电信号的任务，直接影响着后续的计算机图像处理的效果，对整个系统的性能起着重要作用。快门时间是CCD的重要指标，影响着CCD的图像质量和速度。因此，合理的选择快门时间是非常重要的。有些相机具有自动快门，能够较好的控制曝光时间，有些可以通过跳线设置快门，根据观察的结果进行设置。先进的快门控制是通过调光板实现的，通过对背景环境的预测，结合一定的算法，来合理的设置快门时间。一般来说，CCD相机可以内部产生各种同步信号和控制时序，也可以通过外部控制来调节CCD的快门时间和相机的进光量，以达到帧速度和视频质量的较好匹配。目前，对CCD相机调光的控制可分为机械调光，液品调光和电子调光等方式 其中，电子调光是常用的方式。本设计基于AT megal6单片机控制，通过C语言编程，达到调光的目的。
上传时间： 2022-06-18
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