隨著生物工程及醫學影像學的發展,磁共振成像在醫學診斷學方面發揮著越來越重要的角色。磁場的均勻性是大型醫療設備——核磁共振(MRI)成像的理論基礎,是評價該設備的一個重要的技術參數,磁場的均勻性分析也是電磁場理論分析的一個重要方向。良好、穩定的磁場均勻性對核磁共振圖像的信噪比(SNR)的提高有重要的意義,同時也是飽和壓脂序列實現的唯一條件。 該課題的主要內容是在介紹磁共振成像原理與磁共振超導磁體的超導勻場線圈的形狀及位置的基礎上,分析各個線圈中電流的大小與空間某點磁場強度的關系。同時借鑒磁共振成像原理,設計輔助測量水膜,對空間某一特定半徑的球體腔內各點的磁場強度進行自動化測量。在當前使用的被動式勻場的基礎上,利用分析軟件,對線圈的選擇及電流的大小進行計算與優化。實驗結果表明效果良好,磁場均勻度有很大的改善。 采用的主要方法是利用磁共振成像原理及傅里葉轉化技術去設計一種精確、方便、快捷的勻場方法。通過計算機模擬及有限元分析的方法進行計算、優化,最終得到理想的磁場均勻度。 良好的磁場均勻性是磁共振成像的基礎,是飽和壓脂序列(FATSAT)、平面回波成像(EPI)、彌散成像、頻譜分析等一系列近幾年新出現的先進序列實現的前提條件。從而為臨床醫學提供了一種先進的檢查手段,為疾病診治的及時性、準確性、可靠性及病灶確切位置的判斷都提供了基礎。 該文所介紹的磁場均勻性測量、分析方法以及在此基礎上設計的勻場計算分析軟件已在多臺磁共振安裝調試過程中得到應用,達到了預期的目的,能夠滿足現場調試的要求。該方法對于今后超導磁體磁共振的磁場均勻性調試,及在醫學影像學方面的發展有很好的應用價值。該項技術在該領域的推廣必然會提高磁場均勻性的精度,推動醫學影像學及臨床診斷學的發展。并能帶來良好的社會效益及經濟效益,具有關闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代電力系統向大容量、高電壓方向發展,廣泛用于大型發電機組測量和保護用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強電磁干擾和多相運行等特點,在設計大電流互感器時,必須采取有效的屏蔽措施,屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩,盡管有效,但設備笨重。本文中,作者對有外層屏蔽繞組的大電流互感器進行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后,如何優化設計屏蔽繞組,使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對環形鐵心的影響呢?針對上述的問題,本文作者主要完成如下幾個方面的工作: 1、首先對國內外大電流互感器的發展與研究現狀進行了敘述,并成功設計了15000/5A大電流互感器。 2、對精典的電磁場理論和場路耦合法的數學理論進行了深入的研究,建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數學模型和仿真模型。應用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對電流互感器鐵心的影響;重點分析了繞組屏蔽雜散磁通理論;通過等值電流法,得到無論三相還是多相電流互感器條件下,中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴重的,為大電流互感器的有效保護提供了科學依據。 4、為了得到最優化屏蔽繞組,對屏蔽繞組的匝數采用離散化替代連續性,再考慮屏蔽繞組在環形鐵心上的位置,共提出了多種優化方案;根據三維場路耦合有限元分析模型,精確計算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環形鐵心中的磁感應強度分布和外層繞組的局部最高溫升,通過比較多種計算結果,得到大電流互感器屏蔽繞組的最優化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢法和降流回路法兩種試驗方案模型,通過比較試驗方案仿真計算結果和出廠試驗結果,證明了仿真計算結果是正確的,可靠的。 通過對屏蔽繞組進行優化設計后,有效地削弱了雜散磁通,使得大電流互感器輕型化、小型化,節約了大量的銅材料,使得其運輸更加方便。
上傳時間: 2013-04-24
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永磁直流微電機作為一種機電能量轉換器件,隨著永磁新材料的開發,得到了迅猛的發展和廣泛的應用。作為元器件,它的失效會關聯到相應的工作系統和機構的正常運作,所以微電機的壽命可靠性分析和失效研究顯得很重要,是準確估計其相關復雜工程系統穩定可靠性的基礎。 論文基于永磁直流微電機產品是大批量且生產過程處于嚴格的統計質量控制狀態下,而對其進行可靠性及失效分析。由于在影響微電機壽命的因素中,有很多屬于隨機性因素,因此可結合概率統計學原理,運用相關的數學工具,來探討微電機失效分布函數的特征、類型和評價指標。論文針對微電機的特征,把一般的可靠性、失效分布類型函數進行整合、變換,運用到了微電機的可靠性分析上。 論文對微電機壽命可靠性及失效分析的數據處理也作了一些探討。具體包括三個方面的內容:首先是根據試驗測量結果,對預先假定的可靠性分布模式,即隨機變量分布規律進行檢驗(假設檢驗)的方法作了探討;其次是基于試驗測量的樣本值,估計隨機分布參數的數值和推斷這種估計的誤差范圍(一定置信水平下);再次是在預先根本不知道或不確定分布函數類型情形下,而根據壽命試驗的測量數據結果,從中尋找出失效的分布特征,或者尋找出某一數學函數表達式,在某一確定精度下,運用數值分析原理來逼近數據分布規律。還結合微電機壽命試驗的結果,作了可靠性實例分析。 論文還針對微電機失效的常見主要形式、狀態,對組成微電機的主要零部件從工程應用角度作了系統分析。內容包括結合個人護理應用微電機的開發實例,建立了電刷振動分析模型,使用計算機軟件模擬分析技術和激光振動測試技術,對微電機電刷片振動作了模擬和實際測量的對比分析,探討了微電機電刷失效問題及改善、優化途徑;運用材料學分析方法系統地探索了杯士和換向器設計、材料選擇及失效問題;運用可靠性理論對電機結構進行了優化設計;并運用設計編程的電磁場有限元軟件,對微電機電磁場進行了模擬優化設計;樣機的實際測量結果和理論模擬基本吻合,并略為有所提高;還探討了微電機壽命改善和能力提高的方法。
上傳時間: 2013-07-18
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英飛凌科技股份公司近日推出適用于汽車動力總成和底盤應用的全新AUDO MAX系列32位微控制器。AUDO MAX系列可為發動機管理系統滿足歐5和歐6排放標準提供支持,使電動汽車的動力總成功能實現電氣化。AUDO MAX系列的主要特性包括:高達300MHz的最大時鐘頻率、SENT和FlexRay?等高速接口以及利用PRO-SIL?特性為先進安全設計提供全面支持。此外,這種全新的微控制器適用于在高達170°C*的溫度條件下使用。AUDO MAX系列以TriCore?處理器架構為基礎,采用90納米工藝制造。
標簽: Fairchild
上傳時間: 2013-05-24
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近些年來,隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數據采樣在現代工業中發揮著非常重要的作用,工業設備的監測和控制都離不開數據的采集。但傳統的基于單片機系統的數據采樣模塊因為無法或很難完成操作系統的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題,設計開發了基于Linux操作系統的嵌入式數據采集模塊。 本文在綜合分析了現有數據采集系統存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數據采集系統采用板卡式結構提高了系統的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內核作為系統的運行、調度的核心,提高了系統的軟件可移植性和穩定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統有強大的網絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電網中非線性負載的迅速增加,電能質量日趨惡化,這不僅嚴重影響電網安全高效的運行,而且對經典的電力測量理論、方法和儀表的設計都提出了新的挑戰。電力檢測系統的發展和應用,對電力系統的安全運行有重要意義,并且具有明顯的經濟效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論,著重對傅里葉變換進行說明,使用PSIM軟件對諧波信號進行仿真,并給出仿真結果。以電力監控領域現階段的技術為參考,提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監控系統。該系統為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求,它采用模塊化設計,核心CPU按數據處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內核的16/32位S3C2410A微處理器,兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行,充分發揮DSP芯片的數字信號處理優勢和ARM的控制功能,以實現系統中的復雜軟件算法,運算速度也能得以提高。 系統硬件設計包括DSP數據采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設計。 系統軟件設計主要包括操作系統的移植以及應用程序的設計,應用程序設計由ARM主控程序設計、網絡通訊程序、ARM與DSP通訊程序設計以及DSP數據處理程序設計組成。
上傳時間: 2013-04-24
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目前計算機之間串行通訊非常普遍,針對串口通訊的通訊協議有很多,但針對串口通訊傳輸較大文件的協議目前并沒
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:asd_123
在現代電網中,隨著超高壓、大容量、遠距離輸電線路的不斷增多,對電力系統的安全穩定運行提出了更高、更嚴格的要求。距離保護作為線路保護的基本組成部分,其工作特性對電力系統的安全穩定運行有著直接和重要的影響。為了適應現代超高壓電網穩定運行的要求,微機保護裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數字信號處理芯片(DSP)技術的發展,為開發一種速度快、處理能力強的微機保護系統奠定了基礎。在這樣的背景下,我們采用DSP芯片和ARM處理器,設計了一個并列式雙處理器微機保護系統。該系統采用一個DSP芯片負責控制數據采集、采樣數據處理,實現保護功能。ARM微處理器承擔人機接口管理,通過串行通信方式實現與DSP端口之間的數據通信,豐富的通訊接口,使得與上位機的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機保護裝置不斷推出,投入運行的微機保護裝置不允許用來進行試驗、培訓,該裝置還可作為試驗教學系統,供學生學習認識微機保護裝置的內部結構,并可自行設計保護算法、編制程序,通過上位機下載到實驗裝置,完成相應保護功能的測試。 本文實現了微機保護方案的整體軟硬件設計,內容包括DSP2812微處理器芯片,ARM7微處理器LPC2220芯片,開關量輸入/輸出電路、數據采集電路、通訊和網絡接口電路、人機界面的顯示板電路,文中對各部分電路的功能、特點以及器件的選擇、引腳連接進行了詳細介紹。系統采用模塊化設計,采用雙CPU并行處理模式,針對基于LPC2220微處理器的監控管理系統,完成了最小系統設計,詳細完成了啟動電路的設計。 本文初步設計了人機操作界面,給出了軟件設計的流程圖,將實時操作系統μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設計相結合,共同構成一個可以重復利用的軟硬件數字系統平臺,除了可以最大限度地提高開發的效率、減少資源的浪費外,還可以通過長期對于該平臺的研究,逐步優化平臺軟硬件資源,提高其性能,并滿足日益復雜的應用需求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著數字信息技術和網絡技術的高速發展,智能信息化家電已成為現代社會和家庭的新時尚,也是嵌入式系統的最大應用領域。 本文基于ARM-Linux嵌入式系統開發彰顯冰箱智能信息化的顯示單元。 通過對嵌入式微處理器進行分析,設計了基于AT91SAM9261系統架構的硬件電路,主要包括核心控制板的外部總線接口EBI電路、作為內存的SDRAM模塊電路和存儲數據的Nand_DataFlash模塊電路,外圍電路板的液晶顯示屏TFT-LCD接口電路、觸摸按鍵電路、LCD的CCFL背光電路和SP3232通信電路及電源電路等,對各個模塊進行了分析,給出了硬件原理圖。 對四種嵌入式操作系統Linux、VxWorks、μC/OS-Ⅱ和Windows CE進行了比較,完成了操作系統的選型,搭建了交叉編譯環境ARM—Linux的開發平臺。 在完成了GAL和IAL,移植的基礎上,利用MiniGUI開發應用軟件程序,給出MiniGUI應用程序的設計流程圖,編寫設置主窗口風格的入口函數MiniGUIMain、處理按鍵和定時器消息的主窗口處理函數LoadBmpProc、實現窗口顯示的程序文件display和loadbmp以及參照通訊協議和網絡家電協議實現通信功能的程序文件nand。 通過系統調試和整機實驗,實現了冰箱顯示單元的智能信息化。可以由觸摸按鍵或是遠程電腦來控制冰箱,液晶顯示器上播放動畫、圖片和文本信息;冰箱還可將工作狀態和報警信息上傳到網絡,利于冰箱的遠程監控和升級維護。目前此項研究成果已用于產品的生產。
上傳時間: 2013-07-18
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隨著半導體工藝的飛速發展和芯片設計水平的不斷進步,ARM微處理器的性能得到大幅度地提高,同時其芯片的價格也在不斷下降,嵌入式系統以其獨有的優勢,己經廣泛地滲透到科學研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心,結合蓋革一彌勒計數管對Time-To-Count輻射測量方法進行研究。ARM結構是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設計的,其指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多,使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現很高的指令吞吐量和實時的中斷響應。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器,其工作頻率可達到60MHz,這對于Time-To-Count技術是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定時/計數器引腳捕獲功能,可以直接讀取TC中的計數值,也就是說不再需要調用中斷函數讀取TC值,從而大大降低了計數前雜質時間。本文是在我師兄呂軍的《Time-To-Count測量方法初步研究》基礎上,使用了高速的ARM芯片,對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統進行了改進,進一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數器的測量范圍與測量精度。 首先,討論了傳統的蓋革-彌勒計數管探測射線強度的方法,并指出傳統的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法,對Time-To-Count測量方法的理論基礎進行分析。指出Time-To-Count方法與傳統的脈沖計數方法的區別,以及采用Time-To-Count方法進行輻射測量的可行性。 接著,詳細論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設計及相關程序的編制。 最后得出結論,通過高速32位ARM處理器的使用,Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高,對于Y射線總量測量,使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h,數據線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進行的輻射測量時,如何減少雜質時間以及如何提高計數前時間的測量精度,是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數管分別作為探測元件,在100U R/h到lR/h的輻射場中進行試驗.每個測量點測量5次取平均,得出隨著照射量率的增大,輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10%的范圍內,則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h,量程跨度近六個數量級。而用J33型G-M計數管作常規的脈沖測量,量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,充分體現了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優越性,也從另一個角度反應了隨著計數前時間的逐漸減小,雜質時間在其中的比重越來越大,對測量結果的影響也就越來越嚴重,盡可能的減小雜質時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質時間約為6.5 u S,所以在計算定時器值的時候減去這個雜質時間,可以增加計數前時間的精確度。通過實驗得出,在標定儀器的K值時,應該在照射量率較低的條件下行,而測得的計數前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標定來檢驗。這是因為在照射量率較低時,計數前時間較大,雜質時間對測量結果的影響不明顯,數據線斜率較穩定,適宜于確定標定系數K值,而在照射量率較高時,計數前時間很小,雜質時間對測量結果的影響較大,可以明顯的在數據線上反映出來,從而可以很好的反應出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關鍵的環節就是如何對計數前時間進行精確測量。經過對大量實驗數據的分析,得到計數前時間中的雜質時間可分為硬件雜質時間和軟件雜質時間,并以軟件雜質時間為主,通過對程序進行合理優化,軟件雜質時間可以通過程序的改進而減少,甚至可以用數學補償的方法來抵消,從而可以得到比較精確的計數前時間,以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀,用戶可以選擇不同的工作模式來進行測量,當輻射場較弱時,通常采用規定次數測量的方式,在輻射場較強時,應該選用定時測量的方式。因為,當輻射場較弱時,如果用規定次數測量的方式,會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當輻射場較強時,由于輻射粒子很多,產生脈沖的頻率就很高,規定次數的測量會加大測量誤差,當選用定時測量的方式時,由于時間的相對加長,所以記錄的粒子數就相對的增加,從而提高儀器的測量精度。通過調研國內外先進核輻射測量儀器的發展現狀,了解到了目前最新的核輻射總量測量技術一Time-To-Count理論及其應用情況。論證了該新技術的理論原理,根據此原理,結合高速處理器ARM7 LPC2132,對以G-計數管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進行設計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學性,該輻射儀的量程和精度均優于以前以脈沖計數為基礎理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優點。用戶可以定期的對儀器的標定,來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數造成的影響,通過Time-To-Count測量方法的使用,可以極大拓寬G-M計數管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數管而言,G-M計數管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count測量方法后,結合高速微處理器ARM7 LPC2132,此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內,核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍,而且精度也比傳統的脈沖計數方法要高,測量結果的線性程度也比傳統的方法要好。G-M計數管的使用壽命被大大延長。 綜上所述,本文取得了如下成果:對國內外Time-To-Count方法的研究現狀進行分析,指出了Time-To-Count測量方法的基本原理,并對Time-T0-Count方法理論進行了分析,推導出了計數前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關系,從數學的角度論證了Time-To-Count方法的科學性。詳細說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設計、軟件編程的過程,通過高速微處理芯片LPC2132的使用,成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進。改進后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據實驗結果總結出了Time-To-Count技術中的幾點關鍵因素,如:處理器的頻率、計數前時間、雜質時間、采樣次數和測量時間等,重點分析了雜質時間的組成以及引入雜質時間的主要因素等,對國內核輻射測量儀的研究具有一定的指導意義。
標簽: TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間: 2013-06-24
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