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空分复用光纤及器件的测试技术研究进展综述
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作者 王慧慧 唐苗苗 +2 位作者 刘亚平 杨志群 张林 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期2-20,共19页
随着5G时代的到来,现有单模光纤通信网络的容量正逼近其香农极限,难以满足呈指数级增长的网络带宽需求。为突破现有技术瓶颈,基于空间维度拓展的空分复用技术应运而生。该技术通过利用多模光纤、少模光纤、多芯光纤甚至多芯少模光纤中... 随着5G时代的到来,现有单模光纤通信网络的容量正逼近其香农极限,难以满足呈指数级增长的网络带宽需求。为突破现有技术瓶颈,基于空间维度拓展的空分复用技术应运而生。该技术通过利用多模光纤、少模光纤、多芯光纤甚至多芯少模光纤中的多个空间信道使单根光纤的传输容量实现数量级提升,同时凭借高空间利用率来有效降低光纤通信系统的尺寸和成本。除了在光纤通信领域作为扩容的新突破口,空分复用技术还为光纤传感领域提供了光纤多维感知的思路,同时在成像领域助力分辨率的提升和增强成像系统的柔性。然而,受工艺缺陷的影响,空分复用光纤和器件中各信道之间容易相互干扰并产生信道差异,导致模式串扰、芯间串扰及模式相关损耗等问题,使空分复用系统的性能提升面临严峻挑战。为确保空分复用光纤及器件的性能达到预期标准,研发高精度表征测试系统尤为重要。本研究系统地介绍了空分复用光纤及其核心器件的关键参数,重点评述了当前主流测试技术,包括多通道光时域反射技术、空间频谱解析技术、固定分析仪技术、相干光频域反射技术、波长扫描干涉技术以及离轴数字全息技术。不同的测试技术在可测对象、参数范围及应用场景上各有侧重。本研究首次系统地总结各项测试技术的优缺点和适用范围,为空分复用待测物的测试方案选择提供依据,并对空分复用测试技术未来的发展提出了展望。 展开更多
关键词 多芯光纤 少模光纤 多模光纤 空分复用 测试技术 光通信 传感 成像
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极端环境声学检测理论与技术研究进展
2
作者 刘洋 营笑 +4 位作者 汪照 闫一天 刘益维 曾周末 邓明晰 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期631-641,838,共12页
极端环境下工程结构的服役安全性与寿命保障问题日益凸显,无损检测与结构健康监测技术在航空航天、深海装置、能源储运系统等关键工程领域发挥着重要作用。超声导波监检测作为结构健康监测技术中的重要手段,因其远距离传播能力强、模态... 极端环境下工程结构的服役安全性与寿命保障问题日益凸显,无损检测与结构健康监测技术在航空航天、深海装置、能源储运系统等关键工程领域发挥着重要作用。超声导波监检测作为结构健康监测技术中的重要手段,因其远距离传播能力强、模态丰富及对损伤敏感性高的特性,已广泛用于结构状态评估。然而,在高温、高压、深冷等极端工况下,导波信号易受到频散特性、模态转换与传感器失效等因素影响,显著制约着超声导波监检测的工程应用。笔者从声学传播理论、极端环境声学传感器与信号处理技术3方面对极端环境下超声导波监检测技术的研究现状进行系统梳理,并总结极端环境结构声学监检测技术在模型泛化能力、环境适配性与系统鲁棒性等方面的挑战。 展开更多
关键词 结构健康监测 极端环境 超声导波 多物理场耦合
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涡轮带冠叶片多通道叶尖间隙测试技术研究 被引量:1
3
作者 易亮 薛志飞 +2 位作者 牛广越 李发富 段发阶 《电子测量技术》 北大核心 2024年第20期1-6,共6页
带冠叶片因具有增加叶片刚度、减小二次损失等作用而被广泛应用于航空发动机等重大旋转装备,其叶尖间隙参数的多通道高精度在线监测是确保发动机运转时安全和效率的重要一环。为了实现这一目的,同时抑制带冠叶片轴向位移对间隙测量的不... 带冠叶片因具有增加叶片刚度、减小二次损失等作用而被广泛应用于航空发动机等重大旋转装备,其叶尖间隙参数的多通道高精度在线监测是确保发动机运转时安全和效率的重要一环。为了实现这一目的,同时抑制带冠叶片轴向位移对间隙测量的不利影响,设计了一种一字型芯极电容传感器,并在改装篦齿的基础上以平行平板电容原理建立了叶尖间隙测量模型。搭建了利用一字型芯极传感器的12通道间隙测量系统,并在模拟篦齿盘上开展了3 mm测量范围内的标定和±1 mm轴向位移下的精度测试实验,结果显示开发的间隙测量系统测量精度优于45.4μm。最后完成了真实发动机带冠叶片三级共12测点的叶尖间隙同步测量台架试验,结果表明提出的12通道间隙测量系统具备高可靠性和重复性,满足带冠叶片叶尖间隙测量需要。 展开更多
关键词 涡轮带冠叶片 叶尖间隙 多通道 台架试验
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基于导波的套管井完整性评价技术研究
4
作者 张斯琪 杨涵 +3 位作者 曾周末 陈世利 苏远大 刘洋 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期139-149,共11页
套管井固井质量检测作为保障油气井全生产周期安全、提升油气资源开发效益以及支持碳捕获与封存战略的关键技术,其研究紧密契合国家重大战略需求,是当前油气工程领域待解决的挑战性课题。声波测井技术因其对介质声阻抗特性、水泥环空损... 套管井固井质量检测作为保障油气井全生产周期安全、提升油气资源开发效益以及支持碳捕获与封存战略的关键技术,其研究紧密契合国家重大战略需求,是当前油气工程领域待解决的挑战性课题。声波测井技术因其对介质声阻抗特性、水泥环空损伤及胶结界面状态具有较高的敏感性而得到广泛应用。然而,传统声波测井技术的探测灵敏度主要集中于套管-水泥界面,且经典弹性波理论仅能描述理想条件下的波动现象,对界面弱胶结状态的模拟存在局限性。针对上述问题,以单层套管井为对象,将不同界面弱胶结特征表征为滑移边界条件,构建滑移界面理论的声波测井模型,基于阵列声波测井仪器探究了多模态导波在不同界面胶结状态下的传播特性,提出利用导波频散特征对水泥环损伤进行表征的新方法。开展不同界面胶结状态的单层套管井模型实验,数据结果有效验证了利用频散特征评价固井质量的可能性。研究结果表明,根据不同导波频散特性可以反演和评价套管井固井损伤和力学性能,对了解复杂水泥缺陷条件下的导波传播特性具有参考意义,为综合利用套管内多模态波传播特性进行固井质量评价和水泥封隔效果评价提供了理论依据。 展开更多
关键词 声波测井 固井质量评价 套管井 滑移界面 频散曲线
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基于多谐差相信号的MHD微角振动传感器频率特性测试法
5
作者 朱占霞 李醒飞 +5 位作者 刘帆 夏赣民 李嘉峰 李建翔 宋林珂 闫慧敏 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期571-578,共8页
频率特性是衡量MHD微角振动传感器动态性能的重要指标,该指标的准确评估对传感器研制与改进具有重要意义。针对传统的正弦扫频法测试MHD微角振动传感器频率特性效率低的问题,研究了基于多谐差相信号的最小二乘频率特性测试法。通过仿真... 频率特性是衡量MHD微角振动传感器动态性能的重要指标,该指标的准确评估对传感器研制与改进具有重要意义。针对传统的正弦扫频法测试MHD微角振动传感器频率特性效率低的问题,研究了基于多谐差相信号的最小二乘频率特性测试法。通过仿真和对比实验,验证该方法的测试效果。实验结果表明,该方法的标度因数的相对误差小于±1.5%,其变异系数不超过1%,相位差的绝对误差不超过±0.50°,其变异系数不超过8%,非线性误差小于±2%;测试结果与正弦扫频法的测试结果相比,测试时间缩短了94.74%。基于多谐差相信号的最小二乘频率特性测试法可代替基于单频正弦信号的正弦扫频法,用于快速准确测试MHD微角振动传感器的频率特性。 展开更多
关键词 MHD微角振动传感器 频率特性测试 多谐差相信号 最小二乘
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精密实验平台的非线性摩擦建模与补偿 被引量:30
6
作者 向红标 裘祖荣 +4 位作者 李醒飞 谭文斌 朱嘉 陈诚 张晨阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1119-1127,共9页
非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的... 非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。 展开更多
关键词 伺服系统 摩擦建模 摩擦补偿 遗传算法
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短距离无线通信技术及其在仪器通信中的应用 被引量:30
7
作者 冯莉 董桂梅 林玉池 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第2期31-32,38,共3页
无线通信技术以其明显的优势显示出强劲的发展势头,回顾无线通信技术的发展历程,显示出多样化竞争的发展态势,但标准之争使应用者选择困难。以nRF905模块为例,探讨无线通信技术在仪器通信上的应用,为实现仪器间无线通信提供一个实用范例。
关键词 无线通信 短距离 模块 仪器通信
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基于机器微视觉的微结构平面运动测试技术 被引量:4
8
作者 金翠云 靳世久 +2 位作者 栗大超 冯亚林 郝一龙 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期248-252,共5页
为了对MEMS的微结构平面运动特性参数进行提取和分析,基于机器微视觉构建MEMS动态测试系统,提出模糊图像合成技术.在连续光照明下获取微结构运动图像,利用光学检测方法增强模糊特征带,引入亚像素定位技术提取特征结构边缘,最终获得微结... 为了对MEMS的微结构平面运动特性参数进行提取和分析,基于机器微视觉构建MEMS动态测试系统,提出模糊图像合成技术.在连续光照明下获取微结构运动图像,利用光学检测方法增强模糊特征带,引入亚像素定位技术提取特征结构边缘,最终获得微结构的平面运动特性参数.实验结果表明,该系统测量误差小于100nm,具有较好的测量重复性精度.与现有系统相比,该系统测量原理简单,实现方便,且能满足微结构的测试需求. 展开更多
关键词 微机电系统 机器微视觉 动态测试 模糊图像 光学检测 亚像素
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基于机器微视觉的MEMS平面微运动测试技术(英文) 被引量:3
9
作者 金翠云 栗大超 +2 位作者 靳世久 冯亚林 郝一龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期771-774,796,共5页
随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求,检测技术在MEMS中的重要性越来越大。基于机器微视觉原理组建MEMS动态测试系统,在此系统之上,提出模糊图像合成技术对MEMS器件的平面微运动特性如谐振器的运动幅度、谐振频率等重要... 随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求,检测技术在MEMS中的重要性越来越大。基于机器微视觉原理组建MEMS动态测试系统,在此系统之上,提出模糊图像合成技术对MEMS器件的平面微运动特性如谐振器的运动幅度、谐振频率等重要参数进行了测试,给出了测量结果,并对测试结果进行了分析和讨论。 展开更多
关键词 MEMS 动态测试 机器微视觉 模糊图像 微谐振器 谐振频率
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基于近景数字摄影的坐标精密测量关键技术研究 被引量:23
10
作者 邾继贵 叶声华 《计量学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期207-211,共5页
研究了基于数字近景摄影原理的三维坐标精密视觉测量方法,可用于工业现场大尺寸范围内的坐标测量。对其核心技术,即数字成像器件高精度模型及标定、成像器件空间精密定向、高精度亚像素图像处理算法以及光学编码与精密测头技术,进行了... 研究了基于数字近景摄影原理的三维坐标精密视觉测量方法,可用于工业现场大尺寸范围内的坐标测量。对其核心技术,即数字成像器件高精度模型及标定、成像器件空间精密定向、高精度亚像素图像处理算法以及光学编码与精密测头技术,进行了深入的讨论,给出了原理和实现思路,为工业现场数字近景摄影三维坐标精密测量系统的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 计量学 近景数字摄影 标定 精密测量
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测试技术的社会作用及发展方向 被引量:14
11
作者 张国雄 裘祖荣 《工具技术》 北大核心 2004年第9期13-23,共11页
关键词 制造水平 决定因素 制造能力 生产能力 发展方向 生产力 国家 定制 测试技术
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虚拟仪器技术在线检测控制滴灌管生产线 被引量:2
12
作者 宋丽梅 李斐 +3 位作者 郑义忠 丁金明 曲兴华 叶声华 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期41-44,共4页
采用非接触式高精度电容测微仪和虚拟仪器技术软件平台LabView对滴灌管生产线进行自动测量和控制.高精度电容测微仪将被测几何量信号转换为电压信号,并通过A/D采集板将电压信号传入计算机,然后利用LabView软件中的虚拟仪器、虚拟噪声、... 采用非接触式高精度电容测微仪和虚拟仪器技术软件平台LabView对滴灌管生产线进行自动测量和控制.高精度电容测微仪将被测几何量信号转换为电压信号,并通过A/D采集板将电压信号传入计算机,然后利用LabView软件中的虚拟仪器、虚拟噪声、虚拟滤波、虚拟信号处理等模块对真实生产线进行实时仿真,直到得到理想的测量和控制结果.虚拟仪器技术具有友好的用户操作界面,操作简单,同时大量节约了试验成本,有效地排除噪声干扰,结合高精度电容测微仪的厚度信号采集系统,充分满足了生产线的检测和控制要求. 展开更多
关键词 虚拟仪器 在线检测 内镶式滴灌管 LabView 并口 匹配滤波器 节水灌溉设备
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光电测试技术在液体检测中的应用 被引量:3
13
作者 陈海秀 张国雄 唐慧强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z1期227-232,共6页
液体检测涉及到多方面的内容,介绍基于光电测试技术的光谱液滴分析仪在液体检测中的具体应用.一方面从光学角度出发,在被测液体形成液滴的过程中,利用光纤从液滴内部探测液体的光学特性,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律;同... 液体检测涉及到多方面的内容,介绍基于光电测试技术的光谱液滴分析仪在液体检测中的具体应用.一方面从光学角度出发,在被测液体形成液滴的过程中,利用光纤从液滴内部探测液体的光学特性,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律;同时运用流动比色装置和微型光纤光谱仪,在液滴形成过程中采集被测液体样品的光谱数据.另一方面利用液体的电学特性,对被测液体的液滴生长过程中的电学量进行监测,得到液滴的瞬时体积信息.最终得到反映液体综合特性的液体三维指纹图.结合实验说明液体的三维指纹图可以作为鉴别液体的依据,同时具有测量液体物理、化学特性参数的潜力. 展开更多
关键词 液体检测 光电测试技术 光学特性 电学特性 三维指纹图 液体鉴别
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新型便携式线缆快速测试技术的研究 被引量:5
14
作者 李宏伟 林玉池 +1 位作者 郑桐 丁茹 《机床与液压》 北大核心 2007年第7期101-102,39,共3页
线缆测试是电气柜线缆安装过程中十分重要的环节,现有的一些线缆测试手段往往难于满足电柜线缆快速测试的要求。本文根据国内外线缆测试技术的发展及生产企业的实际要求,以单片机和CPLD为核心,研究新型的便携式线缆测试技术,建立测试系... 线缆测试是电气柜线缆安装过程中十分重要的环节,现有的一些线缆测试手段往往难于满足电柜线缆快速测试的要求。本文根据国内外线缆测试技术的发展及生产企业的实际要求,以单片机和CPLD为核心,研究新型的便携式线缆测试技术,建立测试系统,实现了对线缆的连通性能(通断、短路、错接)实时、高效、准确的测试。 展开更多
关键词 线缆测试 电柜 CPLD AVR单片机 SPI通信
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基于虚拟测试技术的高精度温度测控系统 被引量:1
15
作者 刘庆纲 杨勇 +2 位作者 胡小唐 藤井贤一 田中充 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z2期315-316,324,共3页
为了获得更高的测量精度和最小的测量不确定度 ,在进行纳米级测试任务过程中 ,人们需要对环境进行更严格的测试及控制 ,如空气压力、湿度、温度、振动等。其中温度的测量和控制对纳米级精度的测量来说 ,是至关重要的。
关键词 激光干涉 虚拟测试 温度测控
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单目三维视觉测量技术研究进展 被引量:5
16
作者 宋乐 路斯莹 侯宇鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期365-380,共16页
单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今... 单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今呈现出精准化、快捷化、微型化、自动化、动态化等发展趋势。以孔径数量为标准,将单目三维视觉测量技术分为单孔径及多孔径两大类,分别综述两类方法的研究现状和发展历程,重点论述了应用较广的运动恢复结构法(Structure From Motion,SFM)和光场三维测量方法,并对单目三维视觉测量技术的未来方向进行了展望。 展开更多
关键词 单目视觉 三维测量 SFM 光场 综述
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一种MHD角振动传感器动态本底噪声无偏高效测试方法 被引量:1
17
作者 李醒飞 刘帆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期620-629,共10页
目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方... 目前,磁流体动力学(MHD)角振动传感器动态本底噪声测试尚无统一方法,难以有效开展测试。首先,针对双通道和三通道方法系统误差不明确的问题,推导了两种方法的系统误差,指出了方法的适用条件;然后,针对双通道方法存在系统误差、三通道方法系统结构复杂的问题,提出了一种基于最小二乘的传感器动态本底噪声无偏高效测试方法,证明了所提方法不存在系统误差;最后,实验对比了三种方法的测试效果。结果表明,所提方法能够在时域和频域上准确分离传感器的动态本底噪声;相比双通道和三通道方法,所提方法的平均相对误差最小,分别为7.2%和3.7%;测试系统所需资源少、结构简单而且易于实现,满足MHD角振动传感器动态本底噪声的测试需求。 展开更多
关键词 微角振动 角速度传感器 本底噪声 最小二乘
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基于PLC和伺服电机的精密定位技术研究 被引量:8
18
作者 龙国煊 王仲 杨纯 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期64-66,共3页
针对擒纵轮视觉检测仪中对平面阵列点精确定位的实际需求,采用PLC和交流伺服电机实现了一种低速、高定位精度、低成本的二维运动控制,工作台定位精度达到微米量级。结合视觉检测特点,以视觉参考特征点,代替传统零点校正方法,实现检测仪... 针对擒纵轮视觉检测仪中对平面阵列点精确定位的实际需求,采用PLC和交流伺服电机实现了一种低速、高定位精度、低成本的二维运动控制,工作台定位精度达到微米量级。结合视觉检测特点,以视觉参考特征点,代替传统零点校正方法,实现检测仪自动零点校正。该仪器已运行于工业现场。 展开更多
关键词 精密定位 可编程序逻辑控制器 视觉检测 交流伺服电机 零点校正
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套管井固井质量声学检测技术现状与展望 被引量:5
19
作者 张斯琪 曾周末 +4 位作者 李健 陈世利 何晓 王秀明 刘洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2-28,共27页
套管井的固井质量检测在保护油气层和环境保护等方面具有重要的意义。在固井质量评价方法中,声波测井技术作为现代测井方法之一,因其对介质声阻抗大小、水泥环内部缺失及层间粘接状况敏感等优点被广泛应用。井孔声场理论是声波测井技术... 套管井的固井质量检测在保护油气层和环境保护等方面具有重要的意义。在固井质量评价方法中,声波测井技术作为现代测井方法之一,因其对介质声阻抗大小、水泥环内部缺失及层间粘接状况敏感等优点被广泛应用。井孔声场理论是声波测井技术的基础,本文阐述了单层以及多层套管井的声场理论研究现状;介绍了几种国内外传统的声波测井技术,概括了不同技术的原理及特点。同时介绍了人工智能方法在固井质量检测中的应用,强调了多种机器学习方法在处理测井资料提供更大的函数空间,以及帮助测井专业人员以非线性方式从高维空间发掘知识等方面的优势。从5个方面展望了声波测井技术未来可能的发展趋势,为固井质量检测提供进一步的发展建议。 展开更多
关键词 固井质量检测 声波测井技术 声场理论 人工智能 地球物理测井 综述
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精密测量数据通讯技术的改进 被引量:1
20
作者 黄建华 周涛 《电测与仪表》 北大核心 2004年第10期57-59,共3页
叙述了为提高数据传输可靠性,在接收精密仪器所采集的数据过程中考虑将原有RS232串口通信,改进为USB接口通信。但是接收到的信号出现了不明原因的周期性干扰。通过分析USB/RS232转换原理及A/D采集输出数据特点,对原软件的数据采集部分... 叙述了为提高数据传输可靠性,在接收精密仪器所采集的数据过程中考虑将原有RS232串口通信,改进为USB接口通信。但是接收到的信号出现了不明原因的周期性干扰。通过分析USB/RS232转换原理及A/D采集输出数据特点,对原软件的数据采集部分增补了具有特殊功能的子程序,使得应用程序可以自行恢复数据的完整性。此方法具有通用性,可在不同软件编辑环境中实现,且不影响硬件组成,具有较为广泛的应用前景。 展开更多
关键词 USB 转换 干扰 测量
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