摘要：介绍了一种应用于超导磁体的低温液位监测单元的设计与实现.设计了压控电流源电路和电压-频率转换电路用于液氦的液位测量,并设计了电容-频率转换电路用于液氮的液位测量;设计了以STM32微控制器为核心的数字电路,用于压控电流源的控制、频率信号的处理和液位监测数据的数字化显示;同时通过CAN总线把液位的监测数据自动发送至上位机,完成液位监测单元的远程控制.测试结果证明了该设计的可行性.

摘要：为增强海洋地磁场矢量测量仪支撑装置结构稳定性,消除安全隐患,根据设计要求,运用有限元分析方法,针对测量仪海试中出现的问题,对原有支撑装置结构进行改进设计和材料选择。运用ANSYS软件建立了一种适合于整体强度分析的有限元模型,得到了新型支撑装置的位移和应力分布云图。校核结果表明:新型支撑装置从整体结构到关键部件均满足4 500 m水深海试的强度和刚度要求,多次海试也证实了新型支撑装置具有足够的承载能力和安全性,从而有效地实现了对海洋地磁场矢量测量仪支撑装置的结构创新设计。

摘要：针对标准电压源的高失调性、低稳定性等缺陷,提出了一种高精度精密电压源的实现方案。通过标准电压源的生成过程分析基准电压源对数模转换器的要求,进而选择20位高精度数模转换器AD5791。重点阐述了其电路的设计方案,并结合AD5791的硬件特性和软件设置克服了以往数模转换器作为基准源的高失调现象。对实验数据进行测试表明,该方案具有线性度高、稳定性好的优点,能输出0~10 V连续电压且其输出精度可达0.02mV,线性度高达99.996%,能够满足高精密电压源的设计要求。

摘要：为了提高MEMS微器件成品的封装质量和效率,本文自主设计了新型的激光辅助阳极键合技术系统,并将其运用于硼硅玻璃BF33与硅的键合实验,成功实现了硅与玻璃在低功率下局部区域的完好键合.采用扫描电子显微镜对键合样本界面的微观结构进行分析,结果表明:在玻璃/硅的键合界面有明显的过渡层生成.使用能谱仪测定玻璃基体、过渡层以及硅层所含的化学元素种类及其质量分数,通过对比分析认为:激光在键合层的致热温度和界面区的强电场导致硼硅玻璃耗尽层中的氧负离子向键合界面迁移扩散,并与硅发生氧化反应形成中间过渡层,而该界面过渡层的形成是实现玻璃/硅键合的基本条件.该种新型键合技术操作简单、速度快、灵活性高,可以针对不同键合材料实时调整激光功率、行走速度、扫描时间等参数,可广泛应用于MEMS封装器件中硅与玻璃的键合.

摘要：探讨了直线超声电机夹持结构的设计方法。依据直线超声电机夹持结构的设计准则建立了在弹性夹持下的定子力学模型;研究了夹持结构的法向和切向弹簧刚度对定、动子在接触界面上的法向压力和切向摩擦力的影响规律,并通过有限元软件进行了仿真分析。最后,提出了一种切向刚度充分大的夹持方式,并设计了相应的梁式夹持V型直线超声电机。通过实验对比了设计的梁式夹持超声电机与柔性圆弧式夹持电机的输出特性。结果表明:相对原有的圆弧式夹持电机,新直线超声电机的输出力增大了1.7倍,速度增大了4.6倍,其最大输出力达到37N,最大速度达到1.4m/s。研究表明,提高切向弹簧刚度有利于提高电机的输出力和速度,设计的梁式夹持V型直线超声电机输出特性及稳定性良好。

摘要：为了研究工作于空间微重力环境的非接触式定位隔振平台的工作性能,利用机电联合仿真方法对平台的6自由度定位和微振动隔振功能进行仿真分析.介绍所设计非接触式定位隔振平台的工作原理,其中平台的激励单元、位置测量单元和加速度测量单元分别利用非接触式二轴作动器、二维位置敏感探测器和单轴加速度计根据空间对称布置方案构成,并基于位置和加速度反馈设计平台控制器.利用ADAMS和MATLAB/Simulink,分别建立平台的机械系统仿真模型和基于位置与加速度反馈的闭环控制系统仿真模型,获得平台的机电一体化联合仿真模型.利用所建立的联合仿真模型,对平台的定位和隔振性能进行仿真分析.结果显示,在小范围定位模式下,所设计平台的6自由度位移和角位移控制误差分别小于10μm和2×10^(-5)rad;在隔振模式下,平台在6自由度方向对0.01～1 Hz正弦直接振动干扰的抑制效率为39～73 dB,对1～100 Hz正弦直接干扰的抑制效率为19～73 dB,在隔振控制过程中浮台与基台的相对位移小于1 mm.

摘要：基于水冷电磁体的超高场核磁共振实验的需求,提出了一种适用于该类核磁共振波谱仪的前置放大器系统的设计方案并予以实现.该系统包括前置放大器控制器、高带前置放大器、高带混频器、宽带前置放大器以及宽带混频器,实现了通道之间的自由切换、发射与接收的快速切换以及较大的接收动态范围、较低的噪声系数.

摘要：在利用腔衰荡光谱技术分析痕量气体时,压电陶瓷执行器常用来调节光学谐振腔的长度。为了提高压电陶瓷执行器的定位精度,针对压电陶瓷执行器的迟滞非线性,利用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型对执行器迟滞进行建模,分别采用最小二乘法和梯度下降法对模型参数进行辨识,同时,由于执行器迟滞曲线的非对称性,针对上升和下降过程分别进行辨识。结果表明,相比于最小二乘法,梯度下降法辨识的模型参数能更好地拟合执行器实际迟滞曲线,平均绝对误差减小了67.6%。设计基于PI逆模型的复合控制方法,并进行实验验证,采用在线参数辨识来实时更新模型参数。试验结果表明,在正弦波和三角波信号输入下,执行器的平均跟踪误差分别为0.035μm和0.028μm,该复合控制法可有效提高执行器定位精度。

摘要：本文针对光锥耦合X射线探测器低噪声的设计要求,研制了一套读出电子学系统,该系统包括模拟驱动电路、前端处理电路及基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字信号处理电路。利用X射线成像平台,对研发的探测器进行了性能测试。探测器系统绝对增益为0.168 6DN/e-,线性工作范围为0-154μGy。制冷温度为-20℃时,暗电流噪声为0.037e-/（pixel·s）,读出噪声为10.9e-。探测器的本征空间分辨率达16lp/mm。测试结果表明,研制的读出电子学系统能满足高分辨率X射线探测器对低噪声特性的需求。

摘要：基于户外机箱结构设计的特点,阐述了一种电子设备结构设计流程。论述了结构总体方案设计要点、密封性设计、电磁兼容性设计、三防设计、维修性设计、热设计,给出了密封条压缩量、波导通风板结构尺寸的计算公式。运用此设计流程,设计了一种户外电子设备,详细分析了产品的结构设计。产品样机各项指标满足设计要求,验证了该设计方法的工程应用性。