通用数据采集系统的信号调理

通用数据采集系统的信号调理

一、通用数据采集系统的信号调理(论文文献综述)

王雷[1](2021)在《飞机载荷无线数据采集系统的设计》文中研究指明飞机作为常见的交通运输工具在民用和军用领域被广泛使用。这要求飞机在设计过程中要留有充裕的结构强度余量,以保证飞机在恶劣大气环境和不同飞行姿态等极端条件下,其实际承受载荷满足设计的结构强度要求。飞机载荷试验旨在获取飞机的真实受载情况,为飞机结构强度设计提供依据。设计荷载不足将导致飞机在实际飞行过程中存在潜在安全隐患。相反,设计载荷余量过大会影响飞机机动性能,增加制造成本。所以飞机载荷试验对飞机的设计及制造至关重要。飞机载荷试验的目的是获取飞机主要结构部件的载荷分布情况。目前常用的测量方法是在测量点上分布传感器,通过获取飞机结构变形继而计算与载荷的数学关系,利用数学关系获得实际飞机载荷。由于试验时需在被测部件上大量布设测量点,因此大量线缆的布设会增加试验成本。为解决上述问题,本文设计了一种基于ZigBee的无线数据采集系统,并基于应变法设计对应的应变测量无线节点。考虑到环境温度对载荷测量的影响,本文同时设计有温度测量无线节点来补偿实际测量点处的应变数据。为满足大量数据采集的要求,本文依据ZigBee的组网特点设计有主机节点实现对各个测量节点的控制和数据传输等功能。为了便于数据的处理与管理,本文同时设计有上位机软件用于数据接收、存储、显示以及导出等功能。这些数据可以为载荷方程的建立提供原始数据。经测试,本文设计的飞机载荷无线数据采集系统的关键功能能够稳定运行,包括数据传输功能、应变测量功能、温度测量功能、数据存储功能、多通道测量功能。该系统不仅能够大大提高飞机载荷试验中线缆的布设效率,提高可靠性,而且能够减小传感器测量信号远距离传输的干扰问题。该方法对于其它多测量点的场合同样具有很好的借鉴作用。

王浩然[2](2021)在《嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计》文中研究指明依赖于工控机的传统数据采集设备是基于标准的计算机总线工作的,随着数据采集应用场景的多样化,传统数据采集设备灵活性较差的问题凸显出来,基于嵌入式的数据采集设备以灵活性、模块化的特点成为了新的发展方向。本文针对这一问题,设计出一款基于嵌入式的16位精度可编程数据采集测量模块,实现可编程的数据采集、测量、显示、存储功能,使用嵌入式接口可与其它设备构成完整系统以完成多样化的采集任务。本文以STM32F407ZG微控制器与16位的AD7606B芯片作为核心器件,在此基础之上设计了信号调理电路、显示与触摸电路、通信与存储电路,搭建了8通道同步数据采集的硬件平台;基于Mod Bus通信协议来实现指令调控、数据查询、数据存储等可编程功能;利用嵌入式GUI界面STem Win设计了用户界面,借助TFT-LCD触摸屏幕实现了无上位机时的独立工作功能;使用USB Host连接外部大容量USB存储设备,配合程序设计实现了关键数据的实时存储;在Keil5集成开发环境下,基于μC/OS-III实时操作系统之上构建软件整体框架,完成了信号采集测量、数据存储与通信功能的软件设计,提高了系统的实时性、开发效率与后期可维护性。借助实验室平台对系统进行测试,在采集稳定性测试中,交流信号的相对误差小于1%,直流信号的满量程误差小于0.05%;在多通道同步采集测试结果中,通道隔离度为90d B;数据存储测试中,非连续存储速度能达到900KB/s左右。测试结果表明,基于嵌入式设计的数据采集测量模块性能良好,具有高精度、灵活性、可编程的特点,为解决传统数据采集设备中存在的问题提出了一种解决方案,具有一定的实际应用价值。

侯川江[3](2021)在《高精度电阻应变数据采集系统设计》文中提出随着我国科学技术的发展,应变测试试验需求日益增大。在各种复杂的测量环境中,应变电测法高效可靠,设计一套采集精度高、使用方便的电阻应变数据采集系统具有重要意义。本文以高精度电阻应变测量技术为研究课题,重点研究比例式动态反馈电桥法、低噪声信号调理通道、高精度电桥激励和应变数据滤波与补偿算法四部分内容,从测量方法、硬件调理、电桥激励与数据处理四个方面优化设计,实现电阻应变数据的高精度采集。测量方法上,系统使用比例式动态反馈电桥法测量电阻应变,从原理上极大减小长线压降和激励抖动带来的应变测量误差;硬件调理方面,前置差分放大、程控放大和低通滤波等调理电路能有效抑制噪声,提高信号信噪比,为后级高精度采样转换提供保障;电桥激励方面,系统设计低噪声、高稳定度的直流电压激励用于电桥驱动,减小激励源对电桥输出信号的干扰;数据处理方面,比例测量结果经过窗口自适应滑动均值滤波,兼顾动态响应和滤波效果,并对应变测量数据进行热输出分段补偿,进一步减小测量误差。经过测试验证,本文设计的电阻应变数据采集系统可接入120~5000Ω各类电阻应变传感器30余种,实现电阻应变数据采集精度0.03%FS,2.5 V直流电压激励均方根误差不超过16.2,系统内置程控桥臂在常用阻值处示值误差不超过4.6%,其余各功能均满足设计要求,且符合实际使用需求,一定程度上解决了电阻应变计零点温漂的补偿问题、系统体积与通道数的矛盾问题和传统应变数采系统的历史遗留问题。

涂雅蒙[4](2020)在《混凝土超声层析成像检测仪研制》文中进行了进一步梳理混凝土建筑作为现代基建的首选材料,其结构强度与人民的生命财产安全息息相关,因此针对混凝土结构检测仪器的研发也成为工程界竞相研究的热点。而决定混凝土检测仪性能的两个关键因素就是数据采集系统的精确度和数据处理及成像算法的可靠性。因此对该混凝土超声层析成像检测仪的研制也将从这两个方面展开。该混凝土超声层析成像检测仪的数据采集系统选用TEXAS INSTRUMENTS公司的16bit、最大采样频率10MHz的模数转换芯片ADS1605作为该系统的核心器件。为了保证模数转换的精确度和灵敏度,在该模数转换电路输入端设计有由两片低失真、全差分放大器ADA4940-1和一片可变增益放大器AD8338组成的信号调理电路,将超声波探头接收到的信号进行放大、滤波处理。而对整个数据采集系统的控制是由FPGA实现的,具体的,采用Verilog硬件描述语言完成了采样控制器和FIFO接口的设计,并通过Avalon总线与FPGA软核Nios II相连。另外考虑到数据传输的可靠性和提高传输速度,在FPGA内,用FIFO对数据进行缓冲并通过DMA搬运至SDRAM中。数据处理和成像算法是由S5P6818为核心的ARM处理器搭载Android系统构成的,包括Android驱动设计和数据处理及成像应用程序设计。对于Android驱动设计主要完成了对字符型设备一般架构和Linux内核终端设备串口驱动的研究。对于数据处理及成像应用程序设计,在应用程序UI设计中为用户提供了良好的交互界面并为后续数据处理算法预设接口。最后采用Snell射线追踪技术确定超声波在待测混凝土中的传播路径,用SIRT迭代算法实现待测混凝土截面的二维重建。采用串口通讯技术实现了数据采集系统和数据处理及成像应用程序间的通讯,为了确保数据传输的可靠性,设计了串口通讯协议,并选用CRC16校验码完成数据校验。在实验室分别对该数据采集系统和数据处理及成像应用程序的成像效果进行了测试。实验证明,该混凝土超声层析成像检测仪基本实现了数字式超声波检测设备的基本功能,且灵敏度不大于44.6u V、动态范围为77d B,可匹配超声波探头频率带宽10k Hz-750k Hz。但由于对待测混凝土网格划分过大、反演成像算法还有待改进等问题,导致二维截面成像效果仍有待提高。

张颐婷[5](2020)在《网络化数字水听器的研究与设计》文中提出分布式信号采集传输系统应用于环境监测、管道泄漏检测、海洋勘探、噪声测量和声线阵列等领域。为满足在复杂噪声干扰和传输环境下水声信号采集的要求,本文在网络化传感器的基础上,设计一种基于IEEE1451的网络化数字水听器,具有增益可调、动态范围大、自噪声小、功耗小、数据通信可靠等特点。具体工作包括:1.根据系统对采样率、分辨率和通信传输距离等指标要求制定了总体方案。控制器采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现数据传输的实时性和低功耗,采用全差分信号调理结构实现对微弱信号的放大以及抑制噪声干扰,采用以Mod Bus通信协议为标准的MLVDS通信接口完成分布式水听器节点与主机间的数据通信。2.设计了水声信号采集阵列中的采集同步方案,利用硬件逻辑命令回环的方法计算指令延迟时间,达到数字水听器命令执行时间同步的目的;利用主从式阵列时钟同步方法,使得主从节点时钟相位一致且各水听器节点时钟同步,实现水听器间的信号同步采集。3.设计了系统的硬件电路。包括:水声换能器高输出阻抗匹配及传感器信号调理模块,高分辨率模数转换电路,FPGA及外围配置电路,网络化传感器配置电路以及MLVDS数据传输电路。其中调理模块由高输入阻抗前置放大、程控增益电路和全差分多反馈滤波电路组成。4.采用主控FPGA对系统进行软件设计。包括:指令控制程控增益、高精度模数转换,数据传输和基于Mod Bus传输协议的帧格式设计以及网络化传感器电子数据TEDS的读取设计,形成了完整的网络传输体系。5.完成了系统联调和系统指标测试,测试结果基本符合技术指标。本文为网络化数字水听器系统的原理样机设计,进一步优化后将投入实用。

蒋宇[6](2020)在《火箭发射动力学参数测试系统设计》文中进行了进一步梳理火箭弹在发射过程中,火箭发动机向后喷出燃气流,作用在发射台架上,并在相应位置产生一定的压力、应力以及振动。由于这些因素的影响,发射台架会产生结构和性能上的微小变化,同时也会对炮管内其余待发弹的初始扰动产生影响。发射动力学理论表明,初始扰动已成为火箭炮射击精度和射击密集度的两大主要影响因素。因而,对这些物理量的测量和分析对量化研究火箭发动机燃气流所产生的影响具有重大意义。在这样的背景下,本文针对固体火箭发动机燃气流对发射台产生的加速度、应力、压力及位移等物理量的测量设计了一套专用的模块化测试系统,以满足测量要求。本测试系统由数据采集模块、外接通信模块、信号调理模块以及上位机组成。数据采集模块包括主控单元、电源单元、人机交互单元和数据存储单元;信号调理模块由放大单元和滤波单元等组成;上位机和下位机软件分别基于Lab VIEW和Keil u Vision5平台编写,实现各个模块的功能以及各模块之间协调工作。本测试系统数据传输方式采用GPRS通信的方式实现指令发送和数据传输功能,与传统有线和无线传输方式相比,GPRS通信方式几乎不受距离的限制且受环境影响较小,考虑到试验场所是在靶场且传输距离有一定的限制,因此采用GPRS通信方式具有极大优势。试验结果表明,本测试系统具有实用方便且便携的特点,硬件和软件能够满足既定设计要求,达到了预期的设计目标,在实际测试试验中具有良好的工作性能。

崔琪[7](2020)在《快速FBG应变测试系统研究》文中研究表明光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)是最早发展起来的光纤光栅,并且拥有速度快、灵敏度高、抗电磁干扰、复用能力强等诸多优点,被广泛应用于各种强电磁干扰环境下的应变测试。基于FBG传感器设计了适用于快速响应的动态应变测试系统,可应用在电磁轨道炮发射时轨道的应变测量。通过总体结构设计、算法验证、硬件设计、软件调试及实验测试,完成了快速FBG应变测试系统的设计。将嵌入式技术应用到传统的应变测试中,实现了对高频应变信号的快速解调。结合理论分析,对应变值的测量可转换为对采集信号中相位差值的测量,选择基于2×2耦合器和3×3耦合器的非平衡M-Z干涉仪来完成动态应变的快速解调,并且采用三步移相解调算法对高频信号中的相位信息进行提取。通过对宽带光源、FBG传感器、非平衡M-Z干涉仪的分析,搭建了FBG光传输回路,设计了光电转换、模拟电信号多级放大、模数转换、数据存储、数据传输等电路和模块,以DSP+FPGA为核心实现了3路带应变信号的同步数据采集,应用DSP的快速处理对采集的三步移相信号进行快速解算,实现对应变信号的处理。基于CCS和Quartus II的开发环境,采用C语言和Verilog硬件描述语言完成对数据采集和处理模块的程序设计,经过不断调试修改,完成了采集、解调和传输等功能,完成了快速FBG应变测试系统的总体设计。通过对电磁轨道炮发射时导轨产生的瞬态应变进行测试,结果表明,设计的应变测试系统能够比较好地快速响应轨道应变的变化量,正确地测量出测量点的应变值,为电磁轨道炮的研制提供了一种应变测试手段。

王元顺[8](2019)在《瞬变电磁全波勘探与数据采集系统设计》文中研究指明瞬变电磁全波勘探需要记录供电电极或线圈在正向导通、正向关断、反向导通和反向关断时瞬态响应的全过程,需要同步记录不同位置的多组瞬态响应信号。这些信号幅度小,需要高精度、高分辨率、多通道的数据采集系统对瞬态响应进行采集。本文设计了瞬变电磁全波勘探数据采集系统,主要用于地表浅层的地质勘探。以瞬变电磁理论为基础,通过麦克斯韦方程组及电极激发的电磁场的轴对称性设计了势函数,对电极激发的瞬变电磁场响应进行了推导与数值计算。获得了瞬变电磁响应波形和瞬变电磁场的空间分布,为瞬变电磁全波勘探数据采集系统采样间距的设计提供了理论指导。在硬件与软件设计方面,基于24位精度的高分辨率ADC,设计了4种不同应用环境下的数据采集系统,包括基于ARM与ADS1278的8通道高分辨率数据采集系统;基于ARM与ADS1278的32通道高分辨率数据采集系统;基于FPGA与ADS1278的64通道高分辨率数据采集系统;基于FPGA与ADS1278的8通道高分辨率数据遥传采集系统。每一种数据采集系统都根据实际的应用环境设计了对应的软件程序及接收数据用的上位机软件,实现数据的采样、转换、缓存与传输功能。在实验室条件下对数据采集系统进行了测试,在施工工地进行了现场实测验证。4种数据采集系统都能够精准的对瞬变电磁响应信号进行有效采集,能够满足实际应用。

温承鹏[9](2019)在《基于LORA的铁路车站设备状态监测系统研究与设计》文中研究说明近些年,随着铁路车站现代化程度的提高,除了车站内电梯、扶梯这种对乘客生命安全会造成影响的设备需要重点监测维护外,站内闸机、自动售票机等与乘客息息相关的旅服设备也直接影响到乘客的出行效率和满意度,所以对这些设备运行状态进行准确有效地监测,是很重要的。随着无线通信技术的发展,监测数据有线传输方式逐渐被更经济实用的无线传输方式所取代。因此,本文针对监测系统中信号采集和信息传输两大关键技术,研究并设计了应用于铁路车站设备状态的监测系统,该系统主要侧重于下位机的功能实现,可以完成设备状态信号的精准采集,以及通过LoRa无线技术的可靠传输。首先,本文从铁路车站需要监测的设备和具体场景入手,分析了监测系统的功能需求,并对信号检测的方法与监测系统适合采用的无线网络方案进行了分析。其次,设计了可以实现监测系统设备状态信号采集与信息传输功能的硬件系统,其中重点设计了模数转换前端的信号调理电路,并完成了除外接传感器外的整个硬件系统的PCB设计与实现。然后,根据LoRa技术的特点,结合铁路车站的场景,提出了一种“基于速率的分组式时分多址”无线网络通信策略,并设计了相应的MAC协议,完成了协议移植。最后,分别从硬件系统和LoRa无线传输两方面对监测系统进行测试,并对测试结果进行分析,其结果显示硬件系统的性能和LoRa在站内传输的可靠性均满足预期设计。本文设计的监测系统,可以实现对铁路车站设备状态监测的目的,设计的信号调理电路在提高采集微弱信号抗噪性上具有一定的推广价值,提出的无线网络通信策略具有一定的创新性。

吴海松[10](2019)在《基于LabVIEW的信号发生器自动计量校准系统研究》文中进行了进一步梳理信号发生器作为最常见一种提供不同波形、频率以及输出电平幅度的仪器,是各种测试和实验过程中不可缺少的工具,其性能指标在其所使用的工程应用中对试验结果会造成直接的影响。如何判断其性能指标的好坏是摆在工程师面前的问题,计量这一作为保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠的重要手段,也便成为了验证信号发生器性能指标是否良好的重要手段。传统的信号发生器计量校准方法一般都是使用人工手动操作的方式,这一方式费时费力。本论文以信号发生器的自动计量校准为研究对象,通过计算机利用GPIB、USB等总线实现对信号发生器及标准设备的自动控制,利用LabVIEW进行软件编程实现对信号发生器进行自动计量校准、数据处理和证书的生成,完成一套针对信号发生器的自动计量校准系统。本论文主要研究以下内容:信号发生器计量校准现状调查分析、信号发生器参数计量理论与方法研究、相关计量检定规程实施方法分析与研究、整体方案设计、硬件设计与系统搭建、软件设计与实现、软硬件系统联合调试、系统功能指标测试验证、系统实施结果分析、系统误差分析以及不确定评定。本论文首先根据信号发生器计量检定所依据的检定规程以及我单位实际使用情况,确定了本计量校准系统需要完成的计量校准参数以及所要达到性能的指标,根据系统需求分析完成了硬件设计,其次根据系统运行过程的需要设计并制作了具有程控功能的信号调理盒,避免了人工手动更换连接线,保证了信号的稳定性以及自动校准的自动化程度。根据相关原理和计量校准流程的分析,组建了信号发生器自动计量校准硬件平台。然后开展软件需求分析,以LabVIEW这一图形化开发环境作为软件平台,研究并设计了信号发生器计量校准流程,进行了所需模块的设计、界面设计,经多次迭代优化实现了软件功能。最后通过自动测试数据与手动测试数据的对比以及不确定度评定,对系统进行了整体测试与验证,最终的结果表明本文设计的系统实现了最初的设计目标。目前该系统已成功的在本单位信号发生器计量校准工作中投入使用。

二、通用数据采集系统的信号调理(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、通用数据采集系统的信号调理(论文提纲范文)

(1)飞机载荷无线数据采集系统的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外研究现状及发展趋势
        1.2.2 国内研究现状及发展趋势
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文结构安排
    1.5 本章小结
2 测试原理及方案设计
    2.1 载荷测试方法概述
    2.2 无线通信基本理论
    2.3 系统设计基本原则
    2.4 系统关键技术研究
    2.5 系统研制方案
    2.6 本章小结
3 无线数据采集系统硬件设计
    3.1 系统硬件设计概述
    3.2 系统硬件功能划分
    3.3 电源管理电路设计
    3.4 信号调理电路设计
        3.4.1 应变信号调理电路设计
        3.4.2 温度信号调理电路设计
    3.5 数据存储电路设计
    3.6 MCU电路设计
    3.7 通信电路设计
    3.8 授时电路设计
    3.9 本章小结
4 无线数据采集系统软件设计
    4.1 系统软件设计概述
    4.2 系统软件功能划分
    4.3 系统软件程序设计
        4.3.1 应变测量节点程序设计
        4.3.2 温度测量节点程序设计
        4.3.3 主机节点程序设计
        4.3.4 上位机软件程序设计
    4.4 本章小结
5 实验验证与误差分析
    5.1 实验前期准备
        5.1.1 电路连通性检查
        5.1.2 硬件通电检查
    5.2 系统功能验证
        5.2.1 调零电路输出功能验证
        5.2.2 存储电路功能验证
        5.2.3 系统组网功能验证
        5.2.4 系统应变采集功能验证
        5.2.5 系统温度采集功能验证
    5.3 误差分析
        5.3.1 通道同步误差分析
        5.3.2 应变测量误差分析
        5.3.3 温度测量误差分析
    本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(2)嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 发展趋势
    1.3 主要研究内容及章节安排
第二章 系统总体方案设计
    2.1 设计指标
        2.1.1 功能要求
        2.1.2 性能指标
        2.1.3 其它要求
    2.2 总体方案设计
        2.2.1 信号调理设计
        2.2.2 信号采集设计
        2.2.3 主控制器设计
        2.2.4 可编程功能设计
        2.2.5 独立工作模式设计
        2.2.6 数据存储设计
    2.3 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 硬件总体设计
    3.2 信号调理电路设计
        3.2.1 单端转差分电路
        3.2.2 信号放大电路
        3.2.3 低通滤波电路
    3.3 信号采集电路设计
    3.4 主控制电路设计
    3.5 通信电路设计
    3.6 显示与触摸电路设计
    3.7 数据存储电路设计
    3.8 硬件布局
    3.9 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 软件总体设计
    4.2 μC/OS-Ⅲ操作系统
        4.2.1 μC/OS-Ⅲ移植
        4.2.2 μC/OS-Ⅲ任务管理
    4.3 信号采集处理软件设计
        4.3.1 AD采集程序设计
        4.3.2 DMA程序设计
        4.3.3 FFT算法程序设计
    4.4 可编程功能软件设计
        4.4.1 可编程指令设计
        4.4.2 Mod Bus程序设计
        4.4.3 浮点数传输算法
    4.5 显示与触摸软件设计
        4.5.1 显示界面设计
        4.5.2 显示及触摸程序设计
    4.6 数据存储软件设计
    4.7 本章小结
第五章 系统运行测试
    5.1 数据采集性能测试
        5.1.1 数据有效性测试
        5.1.2 采集准确性测试
        5.1.3 采集稳定性测试
        5.1.4 通道一致性测试
        5.1.5 通道隔离度测试
    5.2 可编程功能测试
        5.2.1 调控指令测试
        5.2.2 数据查询测试
    5.3 独立工作模式测试
    5.4 数据存储功能测试
        5.4.1 数据存储有效性测试
        5.4.2 数据存储速度测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 电路原理图
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)高精度电阻应变数据采集系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 电阻应变数采系统的发展现状与发展趋势
        1.2.1 国内外电阻应变数采系统发展现状
        1.2.2 电阻应变数采系统发展趋势
    1.3 电阻应变数采系统设计难点
    1.4 主要研究内容
    1.5 论文的结构安排
第二章 高精度电阻应变数采系统总体方案设计及相关原理
    2.1 系统的功能与性能指标
        2.1.1 系统功能设计
        2.1.2 系统性能指标
    2.2 系统总体设计方案
    2.3 比例式动态反馈电桥法
        2.3.1 电阻应变计工作原理概述
        2.3.2 比例式动态反馈电桥法测量应变
    2.4 系统硬件总体设计方案
        2.4.1 硬件总体架构
        2.4.2 硬件模块化方案设计与关键参数分析
    2.5 系统软件总体设计方案
        2.5.1 软件层次架构
        2.5.2 软件总体设计
    2.6 本章小结
第三章 高精度电阻应变数据采集系统硬件设计
    3.1 系统硬件设计方案
    3.2 信号调理与比例式采样转换模块设计
        3.2.1 前置差分放大电路设计
        3.2.2 程控增益放大电路设计
        3.2.3 比例式采样转换电路设计
    3.3 电桥激励模块设计
    3.4 程控桥臂模块设计
    3.5 自动调零模块设计
    3.6 存储模块设计
    3.7 交互与控制电路设计
        3.7.1 控制电路设计
        3.7.2 交互电路设计
    3.8 电阻应变传感器接入方式设计
    3.9 本章小结
第四章 高精度电阻应变数据采集系统软件设计
    4.1 数据处理算法
        4.1.1 窗口自适应滑动均值滤波算法设计
        4.1.2 电阻应变计热输出分段补偿算法设计
    4.2 应用层软件设计
    4.3 仪器层软件设计
        4.3.1 主控软件设计
        4.3.2 副控软件设计
    4.4 驱动层软件设计
    4.5 本章小结
第五章 系统测试结果与分析
    5.1 测试平台搭建
    5.2 系统功能与性能指标测试
        5.2.1 电阻应变数据采集测试
        5.2.2 电桥激励测试
        5.2.3 自动调零测试
        5.2.4 内置程控桥臂测试
        5.2.5 上位机功能测试
        5.2.6 系统存储功能测试
    5.3 测试结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
    附录A 测试平台与系统下位机照片
    附录B 应变采集精度测试完整数据表
攻读硕士学位期间取得的成果

(4)混凝土超声层析成像检测仪研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 混凝土检测的必要性分析
    1.2 混凝土检测的主流方法
    1.3 超声波层析成像技术
    1.4 混凝土超声检测仪研发趋势
    1.5 论文的工作安排
第2章 检测仪整体架构
    2.1 检测仪功能及性能指标
    2.2 检测仪整体架构
    2.3 检测仪设计难点
第3章 数据采集系统设计
    3.1 信号调理电路
    3.2 模数转换电路
    3.3 数据采集控制器设计
    3.4 电源模块
第4章 驱动设计
    4.1 字符型设备驱动的一般架构
    4.2 LINUX内核终端设备串口驱动
第5章 ANDROID应用程序设计
    5.1 UI界面及功能设计
    5.2 数据处理程序设计
第六章 检测仪功能和指标测试
    6.1 数据采集系统性能检测
    6.2 ANDROID应用程序成像效果分析
第七章 总结与展望
    7.1 研究小结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简介

(5)网络化数字水听器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外的研究现状和发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 网络化数字水听器的发展趋势
    1.3 本文主要研究工作及章节安排
第二章 网络化数字水听器的研究目标和总体设计
    2.1 系统的技术指标
    2.2 系统总体设计方案
    2.3 基于IEEE 1451的网络化传感器
        2.3.1 IEEE1451.2标准
        2.3.2 IEEE1451.3标准
        2.3.3 传感器TEDS数据规范
        2.3.4 IEEE1451.x标准
    2.4 系统关键技术研究
        2.4.1 信号单端和差分比较
        2.4.2 差分放大电路噪声分析
        2.4.3 数据传输网络拓扑结构
        2.4.4 同步设计
        2.4.5 低功耗设计
    2.5 系统关键器件选型
        2.5.1 前置放大器选型
        2.5.2 模数转换器的介绍和选型
        2.5.3 控制器选型
    2.6 本章小结
第三章 网络化数字水听器的硬件设计
    3.1 信号调理电路设计
        3.1.1 前置放大电路设计
        3.1.2 程控增益放大电路
        3.1.3 低通滤波器电路设计
    3.2 高精度模数转换模块电路设计
    3.3 FPGA及外围配置电路设计
    3.4 网络化传感器的配置电路
    3.5 数据传输电路设计
    3.6 电源系统设计
    3.7 本章小结
第四章 网络化数字水听器的软件设计
    4.1 程控增益控制模块
    4.2 ADC控制模块
    4.3 数据传输控制模块
    4.4 通信软件模块
    4.5 读TEDS软件设计
    4.6 本章总结
第五章 系统联调及测试
    5.1 测量环境
    5.2 增益测试
    5.3 带宽测试
    5.4 噪声测试
    5.5 功耗测试
    5.6 ADC测试
    5.7 数据通信测试
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(6)火箭发射动力学参数测试系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 模块化测试系统研究发展现状
        1.2.1 国外模块化测试系统发展现状
        1.2.2 国内模块化测试系统发展现状
        1.2.3 GPRS通信技术发展现状
    1.3 本文的研究内容及结构安排
2 火箭发射动力学参数测试系统总体设计
    2.1 火箭发射动力学模型
    2.2 测试系统总体设计
    2.3 测试系统硬件电路总体设计
    2.4 测试系统软件功能总体设计
    2.5 测试系统总体工作流程
    2.6 本章小结
3 测试系统硬件设计
    3.1 主控单元电路设计
        3.1.1 微控芯片选型
        3.1.2 主控芯片外围电路
    3.2 数据采集模块电路设计
        3.2.1 数据采集电路
        3.2.2 数据存储电路
        3.2.3 数据采集模块通信单元电路
        3.2.4 人机交互单元电路
        3.2.5 电源单元电路
        3.2.6 外接功能模块电路
    3.3 印制电路板设计
        3.3.1 PCB布局及布线
        3.3.2 抗干扰设计
    3.4 本章小结
4 信号调理模块硬件设计
    4.1 信号调理模块电源单元电路
    4.2 信号调理模块放大单元电路
    4.3 信号调理模块滤波单元电路
    4.4 信号调理模块PCB设计
    4.5 本章小结
5 测试系统下位机软件设计
    5.1 主程序设计
        5.1.1 主控芯片初始化程序
        5.1.2 人机交互界面设计及触摸扫描
        5.1.3 GPRS通信
        5.1.4 等待触发中断请求
    5.2 数据采集模块参数设置及功能控制程序设计
        5.2.1 预设置参数加载
        5.2.2 数据采集参数设置
        5.2.3 数据采集模块功能控制程序
    5.3 数据采集程序
    5.4 文件管理程序
        5.4.1 FATFS文件系统
        5.4.2 文件创建和删除
        5.4.3 文件传输与数据曲线绘制
    5.5 本章小结
6 测试系统上位机软件设计
    6.1 上位机软件系统总体设计
    6.2 上位机通信模块设计
    6.3 上位机功能控制模块设计
    6.4 上位机数据接收、存储及曲线显示模块
    6.5 本章小结
7 测试系统功能验证
    7.1 通信功能验证
    7.2 试验设计
    7.3 试验数据分析
    7.4 本章小结
8 结束语
    8.1 总结
    8.2 测试系统样机优势与不足
致谢
参考文献
附录

(7)快速FBG应变测试系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 FBG应变测试技术的研究现状
        1.2.2 应变测试系统数据采集与处理技术的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
2 应变测试系统总体方案设计
    2.1 应变测试系统总体结构
    2.2 光路部分解调方案
        2.2.1 FBG理论模型
        2.2.2 FBG应变传感模型
        2.2.3 FBG传感器的解调技术
    2.3 信号调理电路结构设计
    2.4 数据采集和处理模块结构设计
    2.5 本章小结
3 应变测试系统解调算法原理分析与仿真
    3.1 非平衡M-Z干涉仪解调算法
        3.1.1 基于2×2耦合器的PGC解调法
        3.1.2 基于3×3耦合器的解调算法
    3.2 基于3×3耦合器结构的传统解调算法
    3.3 基于3×3耦合器结构的三步移相解调算法
    3.4 本章小结
4 应变测试系统的硬件电路设计
    4.1 光路搭建
        4.1.1 系统光路的设计
        4.1.2 光学器件的选择
    4.2 信号调理电路
        4.2.1 光电转换及前置放大电路
        4.2.2 多级放大电路
    4.3 数据采集和处理模块
        4.3.1 DSP芯片
        4.3.2 FPGA芯片及使用配置
        4.3.3 ADC模块接口设计
        4.3.4 外部存储器模块
        4.3.5 USB控制电路
        4.3.6 LCD1602液晶驱动电路
    4.4 电源模块
        4.4.1 信号调理电路的电源
        4.4.2 数据采集和处理模块的电源
    4.5 本章小结
5 应变测试系统的软件实现与实验测试
    5.1 系统调试阶段的搭建
    5.2 软件开发环境
        5.2.1 DSP开发环境及流程
        5.2.2 FPGA开发环境及流程
    5.3 数据采集模块调试
        5.3.1 2812 DSP片内ADC采集调试
        5.3.2 AD9280采集调试
    5.4 基于解调算法的数据处理
    5.5 数据传输调试
    5.6 实验测试结果
    5.7 测试精度分析
    5.8 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期发表的论文和出版着作情况

(8)瞬变电磁全波勘探与数据采集系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题研究目标和主要任务
    1.4 本文结构安排
第二章 电极激发的瞬变电磁场理论分析
    2.1 Maxwell方程与势函数A满足的基本方程
    2.2 柱坐标系中电极的势函数化简
    2.3 柱坐标系下点电极的势函数
    2.4 柱坐标系中点电极的电场分布
        2.4.1 近源距点电极的电场分布
        2.4.2 远源距点电极的电场分布
    2.5 索末菲积分公式验证
    2.6 柱坐标系下柱状电极的势函数
    2.7 两层介质中柱状电极的电磁场计算方法
    2.8 本章小结
第三章 瞬变电磁全波勘探数据采集系统整体方案设计
    3.1 瞬变电磁全波勘探方法介绍
    3.2 瞬变电磁全波勘探数据采集系统具体功能
    3.3 瞬变电磁全波勘探数据采集系统整体框架设计
    3.4 输入信号调理电路设计方案
        3.4.1 信号放大电路设计
        3.4.2 低通滤波电路设计
        3.4.3 单端转差分信号调理电路设计
    3.5 模数转换电路设计
    3.6 ADS1278 供电电源电路设计
    3.7 ADS1278 参考电压源电路设计
    3.8 ADS1278 共模电压输出设计
    3.9 ADS1278 时钟电路及采样率配置
    3.10 ADS1278 模数转换芯片配置方案
    3.11 控制电路设计
        3.11.1 基于ARM的控制电路设计
        3.11.2 基于FPGA的控制电路设计
    3.12 电源电路设计
        3.12.1 ARM供电电路设计
        3.12.2 FPGA供电电路设计
        3.12.3 模拟电路供电电路设计
    3.13 本章小结
第四章 瞬变电磁全波勘探数据采集系统软件设计
    4.1 ADC上电初始化控制程序
    4.2 ADC与微控制器数据传输协议程序
        4.2.1 ARM中 SPI接口设计
        4.2.2 FPGA中 SPI接口设计
    4.3 基于ARM的通信协议程序设计
    4.4 基于FPGA的通信协议程序设计
    4.5 上位机软件程序
    4.6 本章小结
第五章 不同应用环境下的瞬变电磁全波勘探数据采集系统设计
    5.1 基于ARM与 ADS1278的8 通道高分辨率数据采集系统设计
        5.1.1 8 通道数据采集系统实现的功能
        5.1.2 ADS1278 外部时钟电路硬件设计方案
        5.1.3 外部存储电路设计
        5.1.4 正弦波信号采集测试
        5.1.5 线圈激发的瞬变电磁响应实测波形
    5.2 基于ARM与 ADS1278的32 通道高分辨率数据采集系统设计
        5.2.1 32 通道数据采集系统实现的功能
        5.2.2 4 片ADS1278 同步采集设计方案
        5.2.3 自然电位实测数据
    5.3 基于FPGA与 ADS1278的64 通道高分辨率数据采集系统设计
        5.3.1 64 通道数据采集系统实现的功能
        5.3.2 FPGA控制电路设计
        5.3.3 DDR2 外部数据存储电路设计
        5.3.4 ADS1278 时钟电路设计
        5.3.5 USB通信接口设计
        5.3.6 水箱模型实验数据采集
        5.3.7 施工工地体墙渗漏检测
    5.4 基于FPGA与 ADS1278的8 通道高分辨率数据遥传采集系统
        5.4.1 8 通道数据遥传采集系统实现的功能
        5.4.2 数据缓存电路设计
        5.4.3 AMI总线通讯协议
        5.4.4 FPGA实现AMI编解码通信
        5.4.5 AMI编码协议硬件实现方案
        5.4.6 AMI解码协议硬件实现方案
        5.4.7 AMI通道转换电路
        5.4.8 井下采集电路和地面控制电路的AMI通信测试
        5.4.9 井下实测数据
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(9)基于LORA的铁路车站设备状态监测系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外发展概况
        1.2.1 设备状态监测系统发展概况
        1.2.2 LoRa无线通信技术发展概况
    1.3 本论文的研究内容及章节安排
    本章小结
第二章 系统的总体设计
    2.1 系统功能需求分析
    2.2 信号检测方法分析
        2.2.1 传感器选型分析
        2.2.2 惠斯通电桥原理分析
        2.2.3 远端补偿电路设计与验证
    2.3 系统无线网络分析
        2.3.1 无线通信的关键技术选型
        2.3.2 监测网络拓扑结构分析
    本章小结
第三章 系统的硬件设计
    3.1 硬件系统的整体设计
    3.2 电源电路设计
        3.2.1 电源电路的选型分析
        3.2.2 各供电单元电路的详细设计
    3.3 测量电路设计
        3.3.1 桥式线性温度测量电路
        3.3.2 湿度测量电路
        3.3.3 全桥式形变测量电路
        3.3.4 振动测量电路
    3.4 前端信号调理电路设计
        3.4.1 信号放大与共模抑制电路设计
        3.4.2 滤波电路设计
    3.5 模数转换电路设计
        3.5.1 ADC驱动电路设计
        3.5.2 ∑-△型ADC电路设计
    3.6 控制电路及其它功能电路设计
        3.6.1 STM32F103RET6主控电路设计
        3.6.2 USB转串口电路设计
        3.6.3 SD卡存储电路设计
        3.6.4 SWD下载电路设计
    3.7 LoRa无线传输电路设计
    3.8 电路板设计
    本章小结
第四章 无线监测网络通信协议设计
    4.1 LoRa技术特点分析
    4.2 无线网络拓扑结构的通信研究
        4.2.1 无线网络拓扑结构
        4.2.2 无线网络通信策略研究
    4.3 无线网络的通信建立
        4.3.1 采集节点与汇聚节点通信建立
        4.3.2 传输超时解决方案
        4.3.3 CAD检测通信与网络校时
    4.4 无线传输帧结构设计
        4.4.1 控制帧格式
        4.4.2 数据帧格式
    4.5 协议移植
        4.5.1 采集节点
        4.5.2 汇聚节点
    本章小结
第五章 测试与结果分析
    5.1 硬件系统测试
        5.1.1 电源电路
        5.1.2 信号调理及ADC转换电路
        5.1.3 控制电路
    5.2 收发性能测试
    5.3 站内LoRa通信距离与可靠性测试
    本章小结
结论
参考文献
附录A LoRa系统电路原理总图
附录B 部分核心代码
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加重要比赛项目
致谢

(10)基于LabVIEW的信号发生器自动计量校准系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及项目来源
    1.2 文献综述与国内外研究现状
        1.2.1 文献综述
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 本单位信号发生器计量校准现状
    1.4 目标及主要研究内容
        1.4.1 信号发生器自动计量校准的实现
        1.4.2 误差的降低以及消除
        1.4.3 证书生成以及数据处理
        1.4.4 系统测试结果验证
    1.5 本论文的结构安排
    1.6 本章小结
第二章 系统总体设计
    2.1 自动测试系统
        2.1.1 自动测试系统的定义
        2.1.2 自动测试系统的分类
        2.1.3 自动测试系统的架构
    2.2 信号发生器自动计量校准测试系统总体设计
        2.2.1 信号发生器自动计量校准系统需求分析
        2.2.2 信号发生器自动计量校准系统具备的条件
        2.2.3 信号发生器自动计量校准系统设计总体思路
        2.2.4 信号发生器自动计量校准系统总体架构
        2.2.4.1 自动计量校准系统的定义
        2.2.4.2 信号发生器自动计量校准系统的组成
    2.3 本章小结
第三章 系统硬件设计和实现
    3.1 计算机
    3.2 测量仪器
        3.2.1 信号发生器的计量特性
        3.2.1.1 信号发生器原理和分类
        3.2.1.2 信号发生器需计量项目及参数
        3.2.2 信号发生器参数测量方法
        3.2.2.1 测量方法分类
        3.2.2.2 频率
        3.2.2.3 幅度
        3.2.2.4 直流电压
        3.2.2.5 正弦波幅度平坦度
        3.2.2.6 总谐波失真
        3.2.2.7 谐波失真
        3.2.2.8 方波/脉冲相关特性
        3.2.3 信号发生器参数测量选用的测量仪器
        3.2.3.1 系统性能指标
        3.2.3.2 系统选用的测量仪器
    3.3 通信设备
    3.4 辅助设备
        3.4.1 连接线缆
        3.4.2 匹配电阻
        3.4.3 信号调理盒
        3.4.3.1 需求分析
        3.4.3.2 总体设计
        3.4.3.3 电路原理及功能实现
        3.4.3.4 功能验证及性能测试
    3.5 系统硬件集成
    3.6 本章小结
第四章 系统软件设计和实现
    4.1 需求分析
    4.2 软件设计
        4.2.1 软件平台选择
        4.2.1.1 操作系统
        4.2.1.2 软件开发平台
        4.2.1.3 数据库系统
        4.2.1.4 仪器驱动
        4.2.1.5 软件平台其他要求
        4.2.2 软件构架
        4.2.3 软件功能模块设计
        4.2.4 软件流程设计
        4.2.5 软件界面设计
    4.3 软件编程
        4.3.1 软件界面实现
        4.3.2 软件功能模块的实现
        4.3.2.1 用户管理功能模块实现
        4.3.2.2 仪器控制功能模块实现
        4.3.2.3 自动校准功能模块实现
        4.3.2.4 数据处理功能模块实现
        4.3.2.5 证书生成功能模块实现
    4.4 软件调试与测试
    4.5 本章小结
第五章 系统验证与测量不确定度评定
    5.1 系统验证
        5.1.1 系统验证过程
        5.1.2 系统验证结果分析
    5.2 测量不确定度的评定
        5.2.1 测量不确定度评定的流程
        5.2.2 频率测量不确定度评定
        5.2.2.1 不确定度的来源
        5.2.2.2 不确定度的评定
        5.2.3 幅度测量不确定度评定
        5.2.3.1 不确定度的来源
        5.2.3.2 不确定度的评定
        5.2.4 直流电压测量不确定度评定
        5.2.4.1 不确定度的来源
        5.2.4.2 不确定度的评定
        5.2.5 总谐波失真测量不确定度评定
        5.2.5.1 不确定度的来源
        5.2.5.2 不确定度的评定
        5.2.6 谐波失真测量不确定度评定
        5.2.6.1 不确定度的来源
        5.2.6.2 不确定度的评定
        5.2.7 方波/脉冲特性测量不确定度评定
        5.2.7.1 不确定度的来源
        5.2.7.2 不确定度的评定
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录A 信号发生器检定证书(自动检定生成)
附录B 信号发生器检定证书(手动检定不含封面部分)
攻读硕士学位期间取得的成果

四、通用数据采集系统的信号调理(论文参考文献)

  • [1]飞机载荷无线数据采集系统的设计[D]. 王雷. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计[D]. 王浩然. 西安石油大学, 2021(09)
  • [3]高精度电阻应变数据采集系统设计[D]. 侯川江. 电子科技大学, 2021(01)
  • [4]混凝土超声层析成像检测仪研制[D]. 涂雅蒙. 长江大学, 2020(02)
  • [5]网络化数字水听器的研究与设计[D]. 张颐婷. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [6]火箭发射动力学参数测试系统设计[D]. 蒋宇. 南京理工大学, 2020(01)
  • [7]快速FBG应变测试系统研究[D]. 崔琪. 南京理工大学, 2020(01)
  • [8]瞬变电磁全波勘探与数据采集系统设计[D]. 王元顺. 天津大学, 2019(01)
  • [9]基于LORA的铁路车站设备状态监测系统研究与设计[D]. 温承鹏. 大连交通大学, 2019(08)
  • [10]基于LabVIEW的信号发生器自动计量校准系统研究[D]. 吴海松. 电子科技大学, 2019(01)

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通用数据采集系统的信号调理
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