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高速磁悬浮交通系统多通道应变数据采集仪设计
| 论文题名： | 高速磁悬浮交通系统多通道应变数据采集仪设计 |
| 关键词： | 高速磁悬浮交通系统;应变测量;数据采集;仪器设计 |
| 摘要： | 应变测量技术对磁浮交通系统的研究阶段有着重要的作用，为了了解磁浮交通系统的载荷分配情况并为系统指标的验证提供数据支撑，需要对支撑轮、导向轮等磁浮交通系统载荷关键位置进行应变测量。本文基于“超高速低真空磁悬浮交通”项目试验阶段应变测试的项目需求，设计了高速磁悬浮交通系统多通道应变数据采集仪。 本文基于对传统应变采集设备的研究，设计了以FPGA为主控的高速磁浮交通系统多通道应变采集仪，进行了采集仪总体方案设计、软硬件设计、外壳设计以及外壳电磁屏蔽仿真。采用高精度电桥激励以提高应变测试精度，保证了采集仪精度测试要求。使用模拟和数字双重滤波方式有效地滤除了应变信号的噪声，其中模拟滤波电路包含RFI滤波和低通滤波，数字滤波设计了15阶FIR滤波器模块并使用分布式设计提高了FPGA的资源利用率，经过验证，该数字滤波器能够有效滤除高频噪声。对应变采集仪的外壳进行结构及电磁屏蔽设计，使用Maxwell软件对外壳进行电磁仿真，确定使用铁和坡莫合金作为外壳的磁屏蔽材料，提出了外壳内壁贴一层铜箔的电场屏蔽措施，使采集仪具有有效的电磁屏蔽能力。此外，设计了本地存储电路和以太网通信电路，使得采集仪能够进行实时存储和数据远程通信。 最后，本文对采集仪的功能及精度进行测试验证，结果显示本文设计的多通道应变数据采集仪能够实现采集、存储、传输等基本功能，并且各通道能够保证 0.5%的采集精度。 |
| 作者： | 陈佳乐 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 靳鸿;田艳玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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