一种用于CMOS图像传感器的数字校准Cyclic ADC设计

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作者 郭振华 高静 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1145-1154,共10页

针对CMOS图像传感器中列并行Cyclic ADC的精度被电容失配所限制的问题,提出了一种Cyclic ADC数字校准技术。该技术复用Cyclic ADC的电路模块,对Cyclic ADC自身的数字校准参数进行精确的自测量,并使用自测量过程提取的数字校准参数,对AD... 针对CMOS图像传感器中列并行Cyclic ADC的精度被电容失配所限制的问题,提出了一种Cyclic ADC数字校准技术。该技术复用Cyclic ADC的电路模块,对Cyclic ADC自身的数字校准参数进行精确的自测量,并使用自测量过程提取的数字校准参数,对ADC进行数字校准,减小了电容失配对Cyclic ADC精度的影响,进而消除了由列并行Cyclic ADC电容失配带来的CMOS图像传感器条纹噪声问题。通过对Cyclic ADC数字校准参数进行多次自测量的方式,解决了随机噪声对校准参数自测量过程产生干扰这一问题。在110 nm CMOS工艺下设计了一款用于CMOS图像传感器的Cyclic ADC,该ADC采用了所提出的电容复用数字校准技术。对电路复用数字校准Cyclic ADC进行了仿真验证。仿真结果表明,当自测量次数为10时,所提出的数字校准技术可将具有5%电容失配的Cyclic ADC的有效位数提高5 bit,可有效降低电容失配对Cyclic ADC精度的影响。 展开更多

关键词 CMOS图像传感器 Cyclic ADC 电路复用 数字校准

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采用两步式数字校准的低温漂松弛振荡器 被引量：2

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作者 裴磊 韩佳利 +5 位作者 张程跃 齐欢欢 张杰 许江涛 王晓飞 张鸿 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期166-174,共9页

针对传统片上振荡器设计面临的时钟频率难以实现高精度校准的问题,提出基于二分搜索法的数字校准方法,实现了振荡频率校准并提高了校准的线性度。校准算法采用了粗校准加细校准的两步式校准过程,大大增加了频率校准范围。针对振荡频率... 针对传统片上振荡器设计面临的时钟频率难以实现高精度校准的问题,提出基于二分搜索法的数字校准方法,实现了振荡频率校准并提高了校准的线性度。校准算法采用了粗校准加细校准的两步式校准过程,大大增加了频率校准范围。针对振荡频率的温度漂移问题,提出了新的温度补偿方案,在传统一阶温度补偿的基础上,增加了亚阈值电流自补偿的高阶补偿机制,大大降低了温度变化对输出频率的影响。在校准电路的设计中,合理设置开关电阻阵列的温度系数以保证输出频率的校准不影响输出频率的温度稳定性。对振荡器版图提取了寄生参数,并进行了仿真,仿真结果表明:经过所提频率校准和温度补偿方案,典型情况下振荡频率误差小于0.04%;在-40~125℃温度范围内频率误差小于±0.12%;2.5~5.5 V电源电压范围内频率随电源电压变化误差小于±0.13%;电路工作电流为47.6μA,完成一次校准时长不超过2.7 ms。该振荡器可用于物联网、处理器等应用,可以取代片外晶体振荡器,能够降低系统成本和体积。 展开更多

关键词 松弛振荡器 高精度 两步式数字校准 高阶温度补偿

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流水线模数转换器的一种数字校准技术 被引量：5

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作者 贾华宇 陈贵灿 +2 位作者 程军 张鸿 沈磊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期991-995,共5页

为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找... 为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找表进行优化设计,减少了距离估计所需的数字电路和查找表所需的ROM空间,极大地降低了数字电路的规模和功耗.应用该校准技术实现了一个12位、采样率为4×107s-1的流水线模数转换器.测试结果表明,同优化前相比,该芯片数字电路的功耗降低了93%,所需ROM空间减小了95%.整个芯片采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,总功耗为210 mW,芯片面积为3.3 mm×3.7 mm. 展开更多

关键词 流水线模数转换器 数字校准 自适应搜索 幅值增量比较

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一种用于基波测量的数字校准方法 被引量：2

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作者 吉吟东 孙新亚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期67-70,共4页

在电力系统中,相量测量的精度主要受到信号采样通道元器件误差和软件采样同步误差的影响。分析和实验表明,不同量程同步采样经幅值校准后拟合的方法改进了相量幅值测量的精度,对各相量进行相位校准的方法克服了相量采样的同步误差。综... 在电力系统中,相量测量的精度主要受到信号采样通道元器件误差和软件采样同步误差的影响。分析和实验表明,不同量程同步采样经幅值校准后拟合的方法改进了相量幅值测量的精度,对各相量进行相位校准的方法克服了相量采样的同步误差。综合应用2种方法,提出了基波相量幅值校正和相位校正的数字校准方法,对输入信号采用不同放大倍数调理电路进行分段处理和A/D采样,经幅值校准后拟合,以及对各相量进行相位校准均改进了电力系统电压和电流的测量精度。最后介绍了该方法在微机保护装置中的应用及其检测结果。 展开更多

关键词 数字校准 幅值校正系数 相位校正系数 分段采样 DFT FFT 电力系统

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智能仪器中数字校准技术的研究 被引量：6

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作者 潘文诚 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期57-60,共4页

嵌入了微处理器的智能仪器的数字校准，是采用软件方法实现仪器的零值误差和幅值系数的校准。零值误差的校准，应根据A／D转换器不同的正负值输出方式采取不同的处理方法。幅值系数k的取值范围一般在0．97—1．03之间可调，且k的字长应... 嵌入了微处理器的智能仪器的数字校准，是采用软件方法实现仪器的零值误差和幅值系数的校准。零值误差的校准，应根据A／D转换器不同的正负值输出方式采取不同的处理方法。幅值系数k的取值范围一般在0．97—1．03之间可调，且k的字长应保证其小数部分改变一个LSB时。仪器显示值的变化不超过±1个宇。另外，校准参数的保护、校准用的人机交互界面的形成，都是不容忽视的环节。 展开更多

关键词 计量学 数字校准 零值误差 幅值系数 参数保护 校准界面 智能仪器

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一种应用于流水线ADC数字校准算法及实现 被引量：1

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作者 吴俊杰 朱从益 刘海涛 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2014年第9期44-48,共5页

数字校准技术是实现高性能流水线模数转换器(ADC)的关键技术之一。文中对流水线ADC结构进行了分析,研究了误差来源,提出了一种数字校准方案。该方案采用有限状态机的方法实现,运用Verilog HDL语言完成了电路硬件描述,并完成了物理实现,... 数字校准技术是实现高性能流水线模数转换器(ADC)的关键技术之一。文中对流水线ADC结构进行了分析,研究了误差来源,提出了一种数字校准方案。该方案采用有限状态机的方法实现,运用Verilog HDL语言完成了电路硬件描述,并完成了物理实现,在功能和时序上实现了内部电路协调高效地工作。该算法适用于每级1.5 bit和多bit的子级转换电路。实现结果表明:用该硬件实现方法设计的数字校准系统能够有效地校准电容失配引起的误差,电路实现简单,可靠性好,对模拟电路的改动较小,满足高性能ADC的要求。 展开更多

关键词 流水线模数转换器 数字校准 电容失配

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一种新型带数字校准的超低噪声CMOS参考电压源

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作者 毛毳 何乐年 严晓浪 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第3期271-274,共4页

提出了一种新型的超低噪声参考电压源。该参考电压源采用基于CMOS阈值电压的偏置电压源结构,具有极低的输出噪声。使用数字校准的方法,将输出电压与精准带隙电压源电压进行比较和校正,提高输出电压的精度。整体电路使用TSMC 0.18μm RF ... 提出了一种新型的超低噪声参考电压源。该参考电压源采用基于CMOS阈值电压的偏置电压源结构,具有极低的输出噪声。使用数字校准的方法,将输出电压与精准带隙电压源电压进行比较和校正,提高输出电压的精度。整体电路使用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计并物理实现,集成于高性能射频接收器芯片中。仿真结果表明,该低噪声参考电压源的输出噪声在1 kHz时为62nV/Hz12、在1 MHz时为12.3 nV/Hz12。测试结果表明,该低噪声电压源的输出电压值参照带隙基准源,误差为±10 mV。 展开更多

关键词 参考电压源 低噪声 数字校准

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一种适用于流水线ADC的数字校准算法的硬件实现 被引量：2

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作者 郭静宜 李冬梅 +1 位作者 刘力源 李福乐 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期290-294,共5页

研究了一种适用于开关电容级电路结构的流水线ADC的数字后台校准算法并提出了其硬件实现方法。此算法适用于每级1.5bit和多bit的子级转换电路,实时地监控关键子级电路转换函数的特性,并从数字输出中提取校准信息,不中断正常的转换过程... 研究了一种适用于开关电容级电路结构的流水线ADC的数字后台校准算法并提出了其硬件实现方法。此算法适用于每级1.5bit和多bit的子级转换电路,实时地监控关键子级电路转换函数的特性,并从数字输出中提取校准信息,不中断正常的转换过程。文中提出的硬件实现方法通过有限状态机实现该算法,实现了各模块高效的协同工作。仿真证明用该硬件实现方法设计的校准处理系统能够有效校准电容失配和运放有限增益误差。 展开更多

关键词 流水线ADC 数字校准 后台

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智能仪器数字校准的实现 被引量：2

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作者 彭泓 《电测与仪表》 北大核心 1994年第8期24-26,共3页

数字校准是相对模拟校准（用电位器等来调校）而言，是用外标准源通过面板操作将各档量程和功能电路的误差数字化并存贮，在测量时以计算方式来校正仪器的偏差。本文对实现数字校准的原理、操作系统和数据保护作了较详细介绍。

关键词 智能仪器 数字校准

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基于D-SI的螺纹量规数字化校准技术研究

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作者 张波 唐冬梅 曾燕华 《中国测试》 北大核心 2024年第S2期271-275,共5页

国际单位制是所有工业、贸易、法定计量和科学计量的基础,数字化转型对质量基础设施带来了巨大挑战,数字国际单位制(D-SI)和数字校准证书(DCC)已成为全球数字化转型研究工作的焦点。本文依据数字化设计规范,确定螺纹量规关键参数的数字... 国际单位制是所有工业、贸易、法定计量和科学计量的基础,数字化转型对质量基础设施带来了巨大挑战,数字国际单位制(D-SI)和数字校准证书(DCC)已成为全球数字化转型研究工作的焦点。本文依据数字化设计规范,确定螺纹量规关键参数的数字化定义、建模,并制定数字化校准方法和程序,应用互联网和云技术,设计并开发数字化NQI校准系统,研究基于D-SI的测量数据规范、机器可读的数字证书结构规则,形成基于D-SI和云-端协同的螺纹量规NQI数字化校准证书,实现测量不确定度的自动评定。 展开更多

关键词 D-SI 数字化校准证书 国家质量基础设施 螺纹量规

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一种全数字前馈式时间交织模数转换器时间误差后台校准算法 被引量：3

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作者 邓红辉 闫辉 +1 位作者 肖瑞 陈红梅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期410-417,共8页

该文设计实现了一种全数字前馈式时间交织模数转换器(TIADC)时间误差校准算法,其中采样时间误差提取采用改进的时间误差函数求导模块的前馈式提取方法,可以提高在输入信号频率较高时误差提取的准确度;同时,为了降低误差提取单元的复杂性... 该文设计实现了一种全数字前馈式时间交织模数转换器(TIADC)时间误差校准算法,其中采样时间误差提取采用改进的时间误差函数求导模块的前馈式提取方法,可以提高在输入信号频率较高时误差提取的准确度;同时,为了降低误差提取单元的复杂性,采用了以减法实现的时间误差函数;最后,采用基于1阶泰勒补偿完成时间误差的实时校正。仿真验证表明,应用于4通道14位TIADC系统,当输入信号为多频信号时,系统动态性能无杂散动态范围(SFDR)从48.6 dB提高到80.7 dB。与传统基于前馈校准结构对比,可以将有效校准输入信号带宽从0.19提高到0.39,提高了校准算法的应用范围。 展开更多

关键词 时间交织模数转换器 时间误差数字校准 前馈式 时间误差函数

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流水线模拟数字转换器的权重误差校准 被引量：1

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作者 贾华宇 刘丽 张建国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3114-3121,共8页

为校准流水线模拟数字转换器(ADC)中电容失配和由运算放大器的有限开环增益引起的级间增益误差,提出了一种新的基于权重的后台校准技术。该技术将流水线ADC中存在的上述误差统一归结为各级权重的偏差,建立了一个基于权重的ADC误差模型,... 为校准流水线模拟数字转换器(ADC)中电容失配和由运算放大器的有限开环增益引起的级间增益误差,提出了一种新的基于权重的后台校准技术。该技术将流水线ADC中存在的上述误差统一归结为各级权重的偏差,建立了一个基于权重的ADC误差模型,并利用后级的数字输出来校准前级的误差。该技术在ADC末尾增加了额外的两个子级,这两个子级仅在校准过程中使用,从而使得ADC正常的模数转换过程不被中断,校准进程在后台执行。由于在校准期间和正常工作期间所有可能出现的信号路径的前7级均被校准,故进一步减小了误差,提高了精度。应用该技术实现了一个14bit,80 MS/s的流水线ADC,该芯片采用Chartered 0.18μm,1p6mCMOS工艺设计,总功耗为260mW,芯片面积为7.161mm2。实验结果显示:本文提出的校准技术可以提高ADC的精度,改善ADC的动态和静态性能。 展开更多

关键词 流水线模拟数字转换器 级间增益误差 数字校准 后台校准 状态机

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采用数字辅助预失真校准技术的14位2.4 GHz DDS

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作者 李皎雪 张瑞涛 +1 位作者 张俊安 陈光炳 《激光杂志》 北大核心 2020年第4期125-129,共5页

描述了一款采用0.18μm CMOS工艺的14位2.4 GHz DDS芯片。该芯片内部集成14位2.4 GHz DAC将DDS数字波形转化为模拟波形输出。为了降低对DAC性能的设计要求,采用了数字辅助预失真校准技术来改善DDS模拟输出的动态性能。测试结果显示,在2.... 描述了一款采用0.18μm CMOS工艺的14位2.4 GHz DDS芯片。该芯片内部集成14位2.4 GHz DAC将DDS数字波形转化为模拟波形输出。为了降低对DAC性能的设计要求,采用了数字辅助预失真校准技术来改善DDS模拟输出的动态性能。测试结果显示,在2.4 GHz的采样率下,采用数字辅助预失真校准技术,输出35 MHz时,DDS芯片的SFDR由46.6 d B提高到69 dB;当输出775 MHz时,DDS芯片的SFDR由31.8 dB提高到53.3 dB。 展开更多

关键词 直接数字频率合成器 数字辅助预失真校准技术

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数字化气压校准曲线

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作者 薛蜀云 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期125-128,共4页

关键词 数字化气压校准曲线 计算机 探空仪 空盒膜片 灵敏度 转换特性回归

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误差提取自适应修正的前馈式TIADC校准算法 被引量：6

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作者 闫辉 邓红辉 +3 位作者 万祝娟 孙康康 陈红梅 尹勇生 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期171-176,共6页

在纯数字域设计实现了一种针对时间交织模数转换器采样时间失配误差的前馈式校准算法。定义了一种误差提取函数,并针对其导数求算中存在的误差提出了自适应的修正方法,从而提高在输入信号频率较高时误差提取的准确度;为了降低误差提取... 在纯数字域设计实现了一种针对时间交织模数转换器采样时间失配误差的前馈式校准算法。定义了一种误差提取函数,并针对其导数求算中存在的误差提出了自适应的修正方法,从而提高在输入信号频率较高时误差提取的准确度;为了降低误差提取单元的复杂性,采用了以减法实现的误差提取函数和基于LMS的除法器;采用基于一阶泰勒补偿的方式完成时间失配误差的实时校正。仿真结果表明,应用于4通道14 bit时间交织模数转换器(TIADC)系统,当输入信号为多频信号时,系统动态性能无杂散动态范围(SFDR)从48. 6 dB提高到80. 7 dB。与传统基于前馈校准结构对比,可以将输入信号带宽从0. 19提高到0. 39,提高了校准算法的应用范围。 展开更多

关键词 时间交织模数转换器 数字校准 前馈式 时间误差函数 除法器

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适用于TIADC时间误差校准的斩波调制算法 被引量：6

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作者 万祝娟 尹勇生 +3 位作者 庞高远 刘涛 谢熙明 陈红梅 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期112-121,共10页

传统的时间交织模数转换器(TIADC)时间误差斩波调制校准算法无法向多通道推广,改进的时间误差斩波调制校准算法将单通道与相邻通道输出相加后分别斩波再求和来提取出时间误差,使其能适用于任意通道误差的提取,时间误差补偿采用一阶泰勒... 传统的时间交织模数转换器(TIADC)时间误差斩波调制校准算法无法向多通道推广,改进的时间误差斩波调制校准算法将单通道与相邻通道输出相加后分别斩波再求和来提取出时间误差,使其能适用于任意通道误差的提取,时间误差补偿采用一阶泰勒近似来实现,避免了传统算法中复杂滤波器设计。然而,当输入信号频率超过子通道奈奎斯特频率时,校准算法的校准方向会出错,从而导致校准失败。因此,设计了一种校准方向修正算法,能够满足整个系统奈奎斯特频率范围内的有效校准。仿真结果表明,应用于一个4通道、1 GS/s、12位的TIADC,当输入信号频率为450 MHz时,系统的信号噪声畸变比(SNDR)由28.4提高到73.1 dB,系统的无杂散动态范围(SFDR)由30.7提高到88.9 dB。 展开更多

关键词 时间交织模数转换器 数字校准 时间失配

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高精度SARADC非理想因素分析及校准方法 被引量：4

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作者 曹超 马瑞 +2 位作者 朱樟明 梁宇华 叶谦 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期61-65,87,共6页

对高精度逐次逼近型模数转换器的非理想因素进行理论推导和建模分析,表明模数转换器精度主要受电容失配和低位电容阵列及耦合电容的寄生电容影响,而高位寄生电容的影响可以忽略.建立了16位逐次逼近型模数转换器的高层次模型,验证了理论... 对高精度逐次逼近型模数转换器的非理想因素进行理论推导和建模分析,表明模数转换器精度主要受电容失配和低位电容阵列及耦合电容的寄生电容影响,而高位寄生电容的影响可以忽略.建立了16位逐次逼近型模数转换器的高层次模型,验证了理论分析,并通过一种全数字的后台校准技术来减小电容失配和寄生电容的影响.仿真结果表明,校准后的有效位数在15位以上的概率超过90%. 展开更多

关键词 高精度模数转换器 逐次逼近型模数转换器 电容失配 数字校准 高层次建模

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基于整数权重的非二进制SAR ADC及其校准算法的设计 被引量：3

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作者 刘宇航 曹晓东 +1 位作者 张雪莲 张其鑫 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期46-53,共8页

针对逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter,SAR ADC)中电容失配引起转换精度降低的问题,提出了基于扰动的高精度SAR ADC校准算法.SAR ADC采用整数权重非二进制结构的分段电容阵列,在未... 针对逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter,SAR ADC)中电容失配引起转换精度降低的问题,提出了基于扰动的高精度SAR ADC校准算法.SAR ADC采用整数权重非二进制结构的分段电容阵列,在未增加额外冗余电容的情况下可实现误差容错的冗余功能,提高了SAR ADC输入信号的摆幅与转换精度.仿真结果表明,该校准算法将无杂散动态范围(Spurious-Free Dynamic Range,SFDR)从60.0 dB提升到106.3 dB,将有效位数(Effective Number of Bits,ENOB)从9.28 bit提升到13.75 bit,仿真结果验证了校准算法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 微电子学与固体电子学 SAR ADC 电容失配 数字校准 分段

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基于恒定功率的热式流量计设计与测试 被引量：5

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作者 罗莉 冯全源 +1 位作者 何璇 刘彬 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第1期41-45,75,共6页

针对热式流量计的温度漂移问题,提出了一种恒定功率模式下的热式流量计结构,并对其数字校准方法进行了研究。与传统热式流量计相比,增加了环境探头,该探头内嵌于流体管道壁。各传感器之间采用隔热措施,利用环境探头和感温探头测量得到... 针对热式流量计的温度漂移问题,提出了一种恒定功率模式下的热式流量计结构,并对其数字校准方法进行了研究。与传统热式流量计相比,增加了环境探头,该探头内嵌于流体管道壁。各传感器之间采用隔热措施,利用环境探头和感温探头测量得到的电压信号进行实时数字校准。采用音速喷嘴法燃气表检验装置对流量计进行检测。检测结果显示:流量在0.016~0.25 m^(3)/h范围内误差率小于0.5%,流量在0.25~6 m^(3)/h范围内误差率小于1.0%,温度漂移现象有效改善。 展开更多

关键词 热式流量计 恒定功率 温度漂移 数字校准方法 流量检测 误差率

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高精度三线制热电阻检测方法研究 被引量：28

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作者 李殊骁 郝赤 +1 位作者 龚兰芳 梁伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期135-139,共5页

介绍了一种恒压分压法精密测量三线制热电阻阻值的方法，使用精密放大器OPA334与24位分辨率∑-△型A／D转换器AD7714Y设计了简洁的输入检测电路。检测过程补偿了导线电阻影响、接触热电势影响及放大器输入漏电流等误差因素。介绍了测量... 介绍了一种恒压分压法精密测量三线制热电阻阻值的方法，使用精密放大器OPA334与24位分辨率∑-△型A／D转换器AD7714Y设计了简洁的输入检测电路。检测过程补偿了导线电阻影响、接触热电势影响及放大器输入漏电流等误差因素。介绍了测量电路自身基准参数的数字校准方法。对于Pt100热电阻，检测分辨率达到0．001Ω，在0～400℃范围内，热电阻测量的绝对误差小于0．01Ω。该测量方法具有精度高、量程宽、成本低及低功耗等特点，能够广泛应用于各类高精度测温仪表。 展开更多

关键词 热电阻 三线制 高精度 低功耗 数字校准

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