基于FPGA的SWR土壤含水率测量仪研究与设计

在驻波测量土壤含水率分原理的基础上提出了一种以FPGA为核心的土壤含水量测量仪设计。测量仪的测量控制、AD控制、数据处理、显示控制与高频信号发生控制器等均集成在一片FPGA芯片上。该仪器具有成本低、结构紧凑、抗干扰能力强与测量迅速的特点。     

叶用莴苣叶片对LED脉冲光的光合响应模型及光能利用

为探究LED脉冲光对作物光合特性的影响,探讨在不影响作物正常生长的前提下如何进一步降低能耗,提高照光效率,选用叶用莴苣(Lactuca sative L.)为试验材料,设置5个占空比水平(20%、40%、60%、80%和100%)和14个频率水平(1、2、4、8、16、32、64、128,256、512、1 024、2 048、4 096和8 192 Hz),共计70个处理,以连续光(占空比100%)为对照,探讨不同形式脉冲光对叶片净光合速率(Pn)的影响,并构建脉冲光占空比和频率与净光合速率之间的响应模型。通过对模型边际效应、交互作用以及光能利用率(LUE)的分析得出:占空比和频率都对 Pn 增长有促进作用,随着占空比和频率的增加,Pn也随之增加并最终趋于稳定状态直至与连续光处理的Pn无显著差异;占空比越高,叶用莴苣叶片的Pn达到饱和的频率越低;当Pn达到饱和状态时,脉冲光下的LUE要显著高于连续光。综上,占空比20%、频率512 Hz为最佳占空比与脉冲光频率组合。该结果可为优化LED植物节能补光灯光源参数设计及研发提供理论支撑。     

LED脉冲光对生菜叶绿素荧光参数的影响

为探究LED脉冲光对作物叶绿素荧光特性的影响,本研究以玻璃生菜为研究对象,设计了14个频率(1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1 024、2 048、4 096和8 192Hz)和5个占空比(20%、40%、60%、80%和100%)组合的脉冲光,利用双通道PAM-100荧光仪测定了不同脉冲光处理下生菜叶片的叶绿素荧光参数。结果表明:低频率(256Hz)低占空比(≤60%)处理的光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光量子效率(Fv/Fm)、有效光量子效率(Fv′/Fm′)、实际光化学量子产额(ФPSⅡ)和光化学淬灭(qP)显著低于连续光,非光化学淬灭(NPQ)和PSⅡ调节性能量耗散的量子产额(ФNPQ)显著高于连续光处理;2Hz以下低占空比处理的非调节性能量耗散的量子产额(ФNO)显著高于连续光;256Hz及以上和256Hz以下的部分高占空比处理的荧光参数与连续光的荧光参数无显著差异。综上,低频率低占空比的脉冲光会降低生菜叶片的光合活性,2Hz的低占空比会导致PSⅡ发生损伤,高频率以及低频高占空比的脉冲光处理不会对生菜叶片的PSⅡ活性、光合电子传递及能量分配造成影响。本研究可为LED节能补光灯的研发提供理论支撑。     

基于单片机的发动机转速测量系统设计

汽车发动机转速是反映发动机运行状况的重要参数之一,它能够综合反映汽车发动机的工作状态和质量。本文采用频谱分析法间接测量汽车发动机的转动转速。系统采用C8051F340单片机作为控制中心并辅助以其他相关电路元件,系统的信号分析和处理运用傅里叶快速变换加以实现。试验证明,该系统测量精度高,工作性能稳定。相对于传统的DSP芯片,C8051F340单片机更具有功耗低、成本低等优点,可适用于声音频率、电压频率以及其他行业相关测评系统中。     

高压脉冲电场对果蔬介电特性影响的试验研究

高压脉冲电场作为一种非热加工技术,以其特有的优点成为近年来的研究热点,用于果蔬冻干预处理可明显地提高脱水速率,但在运用果蔬介电特性表达冻干过程水分运移规律时需研究电场参数对果蔬介电特性的影响.以苹果为试材,对苹果在高压脉冲电场预频率为1000 Hz时进行预处理,测量不同脉冲电压、脉冲频率对苹果的等效电容、等效阻抗等介电特性的影响,运用SAS软件分析获得等效电容、等效阻抗的数学模型,脉冲电压、频率与介电特性的三维关系图.结果表明,三者的数学模型及三维图均显示果蔬的介电特性随脉冲电压和脉冲频率的增大而减小,且呈线性函数关系;将高压脉冲预处理后的苹果进行干燥,运用响应面设计法,获得高压脉冲电场预处理的优化工艺参数.结果表明,高压脉冲电场预处理果蔬的最优工艺参数组合是脉冲电压为1480 V,脉冲频率为88 Hz,脉冲个数为46个.     

便携式高压脉冲电场灭菌装置试验

小型化是脉冲功率技术的关键问题之一,利用大功率开关器件配合脉冲升压变压器可以得到高压脉冲灭菌装置.该装置采用5V电源供电,利用555定时器来产生脉冲信号,通过调整振荡电路参数,经大功率器件驱动后,可以实现不同脉冲频率、不同占空比的输出高压脉冲,并利用MULTISIM 9.0仿真分析软件对设计电路进行仿真,通过对输出波形的分析确定了电路的最佳灭菌参数,利用该装置对辣椒疫霉菌进行杀灭试验.结果表明,辣椒疫霉菌形貌发生了改变.通过小型化、便携式灭菌装置的使用,缩短了消毒灭菌时间,提高了工作效率.     

不同脉冲光对生菜生长、品质及光合特性的影响

为研究不同频率占空比组合对生菜光合作用的影响,以生菜为试验材料,筛选出与连续光相同净光合速率条件下的3个最小频率与占空比的组合处理（T1：2 048 Hz+20%;T2：512 Hz+40%;T3：128 Hz+80%）,并以连续光为对照（CK）,研究脉冲光对生菜生长、品质及光合特性的影响。结果表明,脉冲光供光模式对生菜形态、干鲜重、光合参数、叶绿素荧光参数总体影响不大,但高频低占空比处理（T1）能显著提高叶绿素含量;除维生素C含量外,所有脉冲光处理下生菜品质指标表现均不劣于连续光（CK）,硝态氮含量、可溶性总糖及还原糖含量均优于连续光,总体来说T1处理的品质最好。说明在与连续光相同的净光合速率条件下,脉冲光的供光模式不仅不影响生菜生长,还能改善品质;低频高占空比组合的脉冲光处理生菜品质更好,但在实际生产中应结合脉冲光能耗选择合适的光源。     

啁啾和色散对光接收机灵敏度的影响研究

研究了啁啾高斯光脉冲信号对带前置放大器光接收机灵敏度的影响,进行了理论分析和数值摸拟,并以常见的G652A光纤为例研究了啁啾、群速度色散、光信号码元速率和高斯光脉冲信号的占空比对光接收机灵敏度恶化量的影响。研究表明,适当选取高斯光脉冲信号的占空比、啁啾、光接收机均衡滤波器输出的升余弦波形滚降因子的值可以提高光接收机灵敏度;群速度色散存在时,占空比的减小反而导致灵敏度恶化量的增加,说明光信号脉冲宽度并非越小越好。适当选取啁啾、群速度色散的参量β2和风以及占空比的值可以使光接收机灵敏度的恶化量降低。该研究结果对光接收机的分析和设计有一定的指导意义。     

一种数传电缆长度测量系统的设计

设计了一种有效且成本较低的数传电缆长度测量装置,该装置可用于电缆长度测量以及断线故障点定位。该测量装置采用数字信号控制器（DSC）与FPGA相结合的方案,DSC作为主控芯片,FPGA完成译码,通过对主时钟倍频并移相获得的高频信号对入射脉冲与反射脉冲的时间差进行测量,达到测量电缆长度的目的。使用该测量装置对不同长度的电缆进行测试,测试结果显示该系统具有较高的精度,证明了设计的可行性,具有一定的实际应用价值。     

超声协同脉冲电絮凝法处理屠宰场废水研究

[目的]研究应用超声协同脉冲电絮凝方法处理屠宰场排放的废水。[方法]以屠宰场废水为对象,通过试验讨论了脉冲频率、脉冲占空比、超声频率、超声功率、超声时间和超声温度对废水COD和色度去除率的影响。[结果]在脉冲频率、脉冲占空比、超声功率、超声频率、超声温度和超声时间分别为250 Hz、30%、280 W、25 Hz、30 ℃、40 min的条件下进行电解,废水的COD、色度去除效果好,去除率分别可达到89.42%、95.86%以上。[结论]应用超声协同脉冲电絮凝方法对屠宰场废水的处理技术是可行的,为屠宰场废水开发新处理工艺提供参考依据。     

大豆含水率电特性的试验研究

提出了利用介电特性快速测定大豆含水率的方法,并研制了由信号发生器、可变电阻、圆筒式电容测量仪、电子管毫伏表和示波器等组成的测量装置.研究了不同频率下大豆的电特性与含水率之间的关系.结果表明,在1 kHz频率下,大豆含水率与其等效电容值之间的关系曲线图最理想,经拟合得到一个两者之间幂指数表达式,对比试验表明,该测试方法具有较高的精度.     

基于TMS320VC5416的精确频率测量技术研究

频率是决定测量仪表或控制系统性能的基本参量之一,为了提高频率测量方法的精度和效能,介绍了利用DSP进行脉冲频率测量的方法,并用TMS320VC5416实现了这一方法。经过多组试验数据表明,利用DSP能够进行频率测量,并有很高的测频精度和可靠性,运算速度更能达到160/120MIPS,是一种值得推广的测频方法。     

船舶柴油机曲轴臂距差电子测量仪的研制

为了解决用传统的拐档表测量臂距差费时、操作不方便而且测量数据不精确的问题,提出一种以单片机为处理芯片的数字显示测量仪方案.选定差动变压器为传感部分,同时设计了仪器的硬件与软件.经曲轴臂距差测量实验得知,本仪器较传统测量方法速度更快,准确度更高,并且实现了数据的存储、显示、打印、通讯等功能.     

泥浆脉冲信号的小波检测方法研究及应用

在目前采用钻井液脉冲方式传输信号的无线随钻测量系统中,由于泥浆压力、井深、泵压力等信道传输特性的影响,测量系统中在井口采集的泥浆脉冲信号往往包含了各种噪声,直接影响到有用信号检测结果的正确性。对泥浆脉冲信号的传输特性及信号中噪声的特性进行了深入的分析,提出以小波分析为基础的泥浆脉冲信号检测方法。现场数据应用结果表明,该方法能够有效去除信号中的噪声并在不引起明显失真的情况下检测出井下有用信号,在泥浆脉冲信号处理中有广阔的应用前景。     

利用PC机实现B&K2230型声级计性能的拓展

利用 PC机和 B& K2 2 30声级计内部相关电路组成新测量系统 ,通过声级计对系列稳定纯音的测量实现对该新系统的标定 .在此基础上 ,应用信号数字处理技术进行编程 ,使系统具有音频信号频谱分析、图形显示和打印等功能 .结果表明 ,在测量精度不变的前提下 ,新测量系统在测量和数据处理方面明显优于原声级计     

小型收割机转速监测系统设计

本文设计一款转速监测系统对小型收割机发动机转速主轴转速等进行监测。系统以STC89C52单片机为核心对光电传感器产生的脉冲信号进行处理,T0计脉冲个数,T1定时,根据定时中断读出1s内计数器计的脉冲数,从而根据信号盘的齿数计算出给定转速,并通过LED进行显示。当转速低于或高于设定值给操作人员予以报警提示,避免发生堵转或过速而损坏发动机。其特点是硬件电路简单,软件功能完善,测量速度快、精度高,具有一定的实用价值。     

基于虚拟仪器的粮食水分在线检测系统设计

分析了电容式传感器的工作原理,并在此基础上设计了一种基于专用集成芯片CAV424的粮食水分检测电路。测量时,CAV424将传感器电容变化量转换成电压信号,经AD620放大后送MSP430单片机进行处理并将结果通过串口送上位机。上位机软件采用Lab-VIEW编程,可实现检测结果的图形化显示、数据库存储和报表打印等。整个系统具有电路简单、检测精度高、稳定可靠等优点。     

基于GPS土壤水肥检测系统的探讨

精确农业是利用重要的作物参数和农业知识专家库来优化生产系统管理,基于GPS土壤检测系统是精确农业的一个重要组成部分,通过它来检测确定地段的土壤水肥信息,根据检测结果来控制不同的投入水平.检测系统的信号检测是由检测传感器、参考传感器、阻容脉冲转换电路、单片机、RS485通讯模块、GSM模块、数字温度传感器、工业控制计算机等单元组成.检测电容与参考电容分别产生脉冲信号,脉冲数与电容的容值负相关,在一定时间内两脉冲序列的脉冲之差与待测土壤的水肥也负相关.单片机通过计数器检测在一定时间内的脉冲数差,将此数连同数字温度传感器产生的温度测量值通过GSM模块发给上位机.上位机对数值进行归一化处理后,采用BP神经网络进行非线性校正和温度补偿,产生土壤水肥测量值.     

音叉式液体密度计测量仪的设计

针对现有液体密度检测方法的不足,提出了一种音叉式液体密度测量方法。根据音叉的振动频率随音叉叉臂间的液体密度改变而改变的原理,利用压电陶瓷的压电效应,用电压信号驱动激励压电陶瓷来使音叉振动,同时拾振压电陶瓷拾取振动信号并转化成方波信号。通过测量该方波信号的频率就能测出液体密度,并据此设计了一套音叉式密度测量仪。该音叉式密度检测方法较适合于液体密度的检测,检测精度高、且直接在检测点上将液体密度转化成了频率,便于数字化,且精度高,操作简单,大大提高了检测效率,可以满足高精度液体密度测量要求。     

水稻插秧机移箱机构性能检测试验台结构设计

为了准确测量插秧机移箱机构在工作过程中的各项性能参数,研究各参数对移箱机构工作性能的影响,研制了一套基于LABVIEW虚拟仪器的移箱机构性能检测装置。该系统主要由驱动系统、传动装置、机械系统、移箱机构、加载系统和检测显示系统等组成,实现了螺旋轴速度可调以及工作过程中的螺旋轴转速、滑块加速度、速度等信号实时采集与显示,并且能够保存和回放相关数据。