转换器/时间间隔测量器检测设备的研制

摘要

转换器/时间间隔测量器是光电雷达组件的重要部件，其性能直接关系到系统能否正常工作以及整个系统对距离的测量精度，对工作特性参数要求极高，因此研制工作可靠、使用方便、性能优良且符合行业相应规范标准的测试设备，实现对激光测距机时间间隔测量器以及转换器性能的检测十分必要。
　　本文针对光电雷达转换器和时间间隔测量器，研制高可靠性的性能检测系统，实现对两种光电雷达部件各类性能参数的高精度测试，完成的主要工作包括：
　　1.采用模块化设计的思想，基于PC104总线，完成了测试系统整体结构的设计，包括电源模块、调理电路模块、脉宽检测模块、429模块、电子负载、A/D、I/O模块及检测设备与产品的连接电缆等。
　　2.针对转换器多路不同幅值，不同类型的输出电压设计测试电路，结合测量误差的要求，给出产品各路电压故障与否的结论。利用电子负载，完成对转换器在空载和满载两种状态下直流电压、纹波电压及三相115V交流电压的检测，完成115V，400Hz交流电压频率检测电路的设计，其中纹波电压用真有效值表示。针对纹波小信号的测试，为减小由于运放带宽的限制而引起的测量误差，设计了不同类型的滤波器，并结合定义的等效修正系数计算测量结果，有效提高了测试精度。
　　3.根据内容2的检测结果，选取故障特征参数，利用负向选择算法及DS证据理论，对同时出现两个参数以上的错误数据进行融合，最终做出唯一类型的故障判决。
　　4.基于FPGA模块完成时间间隔测量器检测1，检测2，和测距3个工作状态下主要性能参数：脉宽和脉冲时间间隔的测试，同时针对激光测距机输出的非标准429信号，设计429电平转换电路，结合429板卡的译码原理，完成时间间隔与距离信息的转换。
　　测试设备完成了对光电雷达转换器/时间间隔测量器性能参数的高精度检测，对直流电压的检测精度（空载、满载）高于0.5％，各路纹波电压的检测精度（空载、满载）高于3%，对三相115V交流电压的检测精度高于1%；对脉冲宽度和脉冲间隔的测量精度为0.005μs。

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注释表

第一章 绪论

1.1 嵌入式测控系统的发展历程和研究现状

1.2 基于PC104总线的嵌入式测控系统

1.3 转换器及时间间隔测量介绍

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 检测系统整体结构设计

2.1 总线的选择

2.2 检测系统与被测产品接口关系

2.3 系统结构的模块化设计

2.4 本章小结

第三章 转换器检测方案及实现技术

3.1 测试信号需求分析

3.2 直流电压检测电路设计

3.3 纹波电压检测电路的研究

3.4交流电压检测电路的设计

3.5转换器实验数据分析

3.6本章小结

第四章 基于数据融合技术的转换器故障诊断算法研究

4.1 负向选择算法

4.2 故障特征参数的提取

4.3 基于DS证据理论的数据融合技术

4.4 实验数据分析

4.5 本章小结

第五章 时间间隔测量器检测

5.1时间间隔检测方法

5.2 测试信号需求分析

5.3 FPGA模块设计

5.4 429通讯模块的设计

5.5 时间间隔测量器实验数据分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间发表论文和科研成果

附录 部分器件实物图