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关键词： 继电保护   电场传感器   MEMS   硬压板  

摘要： 在继电保护实际运行中,屏柜内部一些隐性故障将造成压板投退失效,严重威胁着电网的安全可靠运行。为了能够可靠、有效地监测出口压板的带电状态或电气导通性,设计了一种SOI差分电容式MEMS电场传感器。所设计的传感器以微机械元件物理设计为基础,构造出可靠的运行结构,并且依靠一个低噪声、高动态范围的接口IC来完成操作。所设计的接口集成电路在应对脉冲式的间歇性操作的同时,组织互补设备阵列以感应各种不同的测量信号。通过COMSOL Multiphysics仿真实验可以看出,所设计的传感器能够很好地满足压板状态监测的需求。

关键词： 半导体靶材   超声波   缺陷   检测系统  

摘要： 为了检测半导体靶材内部氧化物杂质、未焊合、空隙等缺陷,且在检测过程中不对产品造成损伤,提出了一种利用超声波的半导体靶材自动检测系统。该系统采用相控阵探头水浸检测,三轴移动系统中X轴和Y轴检测速度达到1000 mm/s,可对铜、铝、钴、镍等靶材内部夹杂、分层、气泡、内裂等细小缺陷进行检测,可判断缺陷大小、位置和深度并形成报告。实验结果表明:该系统可以发现靶材内部当量直径0.3 mm大小的缺陷,且具有较高的检测效率、稳定性和可靠性。

关键词： 单法兰液位变送器   浮标液位计   单机料位监测   沥青罐料位  

摘要： 针对沥青罐料位测量误差大、监控数据不精准、库存计算不准确等问题,本文基于单法兰液位变送器,结合物联网技术设计了拌合站沥青罐检测系统。该系统综合运用物联网、云计算等信息技术,有效解决了高温高压有毒等环境下沥青罐料位检测不准确的难题,从而实现对沥青罐料位的精细化检测。

关键词： 受激布里渊散射   双包层   掺铥光纤   放大器  

摘要： 理论分析了波长为2μm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射(SBS)对激光输出性能的影响,研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1μm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率,数值计算了在1.9~2.1μm的激光工作波段双包层掺铥光纤中的布里渊频移和布里渊增益谱等SBS特性。利用增益光纤中的受激布里渊散射理论模型,研究了受激布里渊散射对掺铥光纤放大器激光输出性能的影响。在DTDF-10/130双包层掺铥光纤中,使用功率为100 W、波长为793 nm的连续光作为泵浦,可对波长为2μm、功率为0.01 W的连续信号光进行放大。当泵浦光功率填充因子为0.01、0.02和0.03时,信号光的最大输出功率分别为25.27 W、31.08 W和34.06 W。对应的最佳双包层光纤长度为2.66 m、2.02 m和1.75 m,由受激布里渊散射产生的斯托克斯光功率分别为1.68 W、1.39 W和1.14 W。结果表明,在掺铥光纤放大器中使用泵浦光功率填充因子大的双包层光纤可以降低光纤长度,从而减小受激布里渊散射对信号激光输出功率的影响。本文的数值模型可以对光纤放大器的光纤长度进行优化,对提高实验效率、降低实验成本具有重要价值。

关键词： 大学物理实验   霍尔效应   教学设计   光场调控  

摘要： 从霍尔效应的发现及历史发展出发,介绍了磁感应强度、载流子浓度及迁移率的测量原理,进而拓展引入了前沿科学研究内容——光场调控霍尔效应及动力学演化过程。教学内容由浅入深、由古及今,引发学生的思考,拓宽学生的视野,使学生对霍尔效应有一个全面的认识,为培养追求卓越、引领未来的领军人才奠定基础。

关键词： 图像处理   缺陷检测   去除丝印   模板匹配   现场可编程门阵列(FPGA)  

摘要： 针对传统电路板缺陷检测多为人工检测、速度较慢且成本较高的问题,本文研究设计了一款以图像处理为基础、利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对电路板缺陷准确、高速的检测系统。在传统图像增强算法的基础上提出一种针对不同图像信息采用不同感兴趣区间的方法,增强效果显著;为减少电路板上标识字样对匹配算法计算速度的影响,提出一种去除丝印算法,将电路板上多余的标识字样取消,减少图像匹配的计算量,加快检测的速度;在传统绝对误差和算法(SAD)模板匹配算法的基础上采用去平均值法计算图像信息,减小光照变化带来的影响;将传统2算子Sobel边缘检测扩展到8算子边缘检测,边缘信息更加明显清晰。采用FPGA作为硬件平台,在Vivado开发环境下实现Verilog HDL硬件逻辑语言,下载到FPGA中实现。实验结果表明,系统的平均检测精度为98.53%,检测单张电路板的时间为8.204 s。本系统设计在检测精度和速度上都有明显提升,且造价成本低。

关键词： BiSS-C协议   现场可编程门阵列(FPGA)   异步时钟   数据解码   编码器  

摘要： 为了在BiSS-C协议的处理器设备(Master,MA)时钟和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)时钟异步的情况下获得BiSS-C协议传输的数据,提出一种异步时钟下FPGA解码BiSS-C协议的实现方法。首先,在FPGA中对BiSS-C传输的编码器数据进行16倍采样,用状态机解码BiSS-C数据,并对数据进行循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)。其次,在ModelSim中对FPGA软件进行仿真,对状态机的功能、FPGA软件的数据判读能力进行验证。最后,搭建光栅编码器数据采集系统,对FPGA的解码效果进行验证。仿真结果和试验结果表明:在异步时钟下FPGA能正确解码BiSS-C协议传输数据,解码得到的编码器角度位置误差不大于0.1'',误码率低、解码精度高。

关键词： 光纤传输   高速数据传输   信号调制与解调   光纤放大器  

摘要： 文章深入研究了基于光纤的高速数据传输技术,介绍了光纤传输的基本原理,通过光的全反射实现光信号的快速传输。系统组成与架构方面,讨论了发光器、光纤电缆、光纤放大器以及光解调器等关键组件。接着,分析了传输网络中高速数据传输的需求和光纤传输中的挑战。在技术探索方面,深入研究了信号调制与解调技术、光纤放大器与信号增强技术,以及针对挑战的高速数据传输优化策略。通过对这些关键领域的分析,旨在为高速数据传输提供全面的技术支持,促进信息时代的高效、可靠数据传输。

关键词： 动态模拟技术   混动车辆   发动机电控单元   检测系统  

摘要： 电控单元是混动车辆发动机中的重要组成部分,对于发动机以及混动车辆的行驶性能产生直接影响,为保证电控单元的运行正常,利用动态模拟技术,优化设计了混动车辆发动机电控单元检测系统;改装温度、转速等传感器设备以及信号处理器设备,调整系统电路的连接方式,实现硬件系统的优化;利用动态模拟技术模拟混动车辆发动机电控过程,结合不同故障类型下电控单元的运行特征,设置系统的检测标准;采集电控单元输出信号,从时域和频域两个方面提取信号特征,最终通过特征匹配确定电控单元状态、故障类型以及故障位置,实现系统的电控单元检测功能;综合混动车辆发动机的3种运行场景,通过系统测试实验得出结论:与传统检测系统相比,优化设计系统的漏检率和误检率分别降低了2.59%和2.05%,由此证明优化设计系统具有良好的检测功能。

关键词： 光纤激光器   2μm   sub-500 fs   超短脉冲   振荡器  

摘要： 2μm波段超快激光持续时间短,峰值功率高,光谱范围宽,同时处在大气窗口,多种有机、无机气体分子的吸收峰和人眼安全波段,已广泛应用于生物医疗、激光雷达和非金属材料加工等领域。利用光纤锁模激光振荡器产生2μm波段超快激光是一种最直接简单的技术方法,具有结构紧凑、光束质量高和成本低等优点。然而,目前关于sub-500 fs的2μm波段的光纤激光振荡器却鲜有报道。基于传统孤子和色散管理孤子两种孤子锁模方式,全面介绍了目前2μm波段sub-500 fs光纤振荡器的研究进展,并总结了实现sub-500 fs脉宽2μm超快激光的关键技术。针对不同的应用领域的具体需求,对2μm超快激光光纤振荡器的未来发展进行展望。