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Landefeld KDS9NW7
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ARGO 27316700
heidenhain 533631-03
LOHSE O1310006301
MEDENUS RS250/050/160/27,5/MD-R
Funke 0-0806-2-96-0180/11
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交付质量把关,NI致力航天产品全生命周期测试验证
,由于航空航天产品的特殊性对设计质量的要求可以说比任何一种产品都要苛刻。对于航空航天域的测试仿真设备而言,为了实现从设计制造到实验的完整能力,一方面需考虑研制、生产、维护过程的纵向综合化发展,另一方面则是多型号装备协同保障能力的横向综合化发展,同时需要采用相同的标准软、硬件,并实现数据共享,如此才能具备较高的可信度和可维护性。
对此,中国航发控制系统研究所部长助理/业室主任黄学进在NIDays Asia上指出“基于这样的趋势,中国航发控制系统研究所正在构建系统综合仿真器SIE,主要用于被测对象基于全生命周期测试与验证的完整解决方案。SIE采用通用自动测试系统架构,包括了ATE、TPS和TUA三部分,并量使用了NI的软硬件解决方案。比如在用户界面与建模仿真中,使用的就是NI LabVIEW和VeriStand。在实时采集及控制中,则使用了NI数采、通讯等板卡硬件。通过使用NI成熟的产品,我们在生产过程极地提高了测试效率,并降低测试的成本。”
图3NI与中国航发控制系统研究所共同打造SIE系统综合仿真器
事实上,SIE系统的目标研究方向涉及到了实时数采、故障注入、接口适配、信号调理、人机交互与视景仿真等多个核心技术。通过构建SIE系统,可助力产品全生命周期的测试与验证,包括需求定义的模型在环、快速原型,工程的开环测试、部件测试和闭环仿真,交付的检验和维护等等,可帮助研发人员对在研产品进行各种类型充分的测试和验证,消除缺陷和风险,程度保障产品的交付质量。黄学进表示“产品的可行度挑战是航空航天产品的关键,我们将与NI协同合作、致力创新,紧跟技术发展的趋势,为客户提供业的技术服务。”
助力产业链起飞,上海交与NI攻坚航空发动机测试挑战
关于航空发动机的测试,往往受限于设计理论与模型、材料与制造工艺、试验与仿真、标准与计量等技术基础,使得其在性能、可靠性与耐久性等测试方向上面临很的挑战!目前,上海交通学航空发动机研究院正联合NI,通过产学研合作的方式来应对这一挑战,致力于支撑航空发动机域的OEM厂商、相关试航审定单位等产业链上下游,提供结构完整性与可靠性等验证服务。
“为了达成对航空发动机的测试目标,研究院与NI已建成了关键的测试与验证平台。”上海交通学欧阳华博士称,“基于NI的适用于航空发动机压气机测量的测控系统与分析软件的完善性,这一测试项目运用了NI的数据采集系统与分析系统,来帮助完成关键的压气机测试。”从压气机的测试特性来讲,首先要测试压气机空气动力学的综合特性曲线。为了得出这一条曲线,需要先采集压力、温度、应力、流量等参数,同时还要考虑台架等设施装备的可靠运行,如振动特性。整体而言,除了传感器的测试,更有海量的通道信号测试,所有信号还需实时处理通常,差速器壳制造商需要在机床上同时执行各种方式的测量来监控差速器壳质量并允许工程师修正制程。 然而,生产商需要设法减少高昂的定期维护次数和量的资金投入,并努力缩短生产周期。从一个典型的差速器壳制造过程着手,我们来说说如何提高产能和工件质量,实现零废品率。看雷尼绍技术给制造商带来的什么好处?
典型差速器壳制造过程 — 未使用Equator™比对仪
摆在制造商眼前的挑战可不少!比如
1、在一台设备上检测不同工件型号
当前检测方法所需量具的购置成本高,且只能用于检测一个工件。要检测所有工件型号,则需购买许多类似量具。由于对现有量具进行改造并重新利用很困难且成本高昂,因此要测量新工件通常需要购买新量具。
2、提高制程产能和质量
目前机床加工误差会导致废品产生。因此我们的目标是通过改进制程控制来实现零废品率。
3、在加工节拍内检测关键特征
检测关键特征可保平衡性以及球面中心与内孔对齐。由于存在多个检测阶段,检测会比较耗时,进而导致无法与生产周期同步。
那么,差速器壳的检测要求?
制程剖析
对于制造商面对的问题,工程师利用雷尼绍ProductiveProcessPyramid™(高效制造过程金字塔解决方案)分析差速器壳制造过程的关键要素, 来迎接制造商的挑战。该框架是用于识别和控制在加工过程的各个主要阶段可能发生的变化。
对于这一过程,控制变化的方法包括机床维护和校准、刀具破损检测以及通过车间比对测量进行检测和反馈。
罗德与施瓦茨公司的R&S RTO和R&S RTP示波器推出的新选件可以帮助开发工程师更深入地了解其传输接口的每一个抖动成分。现在,工程师可以将抖动分离为随机性抖动和定性抖动,并灵活地查看结果以进行有效的调试。罗德与施瓦茨使用参数信号模型分离算法以获得精的测量以及额外的附加结果。
罗德与施瓦茨开发了一种创新而强的方法来分析抖动的各个组成部分,从而让电路设计者能够获得的深入了解,这对于调试高速信号是非常有价值的。
随着数据速率的提高和电压摆幅的减小,数字接口的抖动占据了信号间隔的很比例,同时也成为潜在的故障源头。因此工程师来需要能够精测量信号抖动的工具,包括将其分离成各个抖动成分。新的R&S RTO-/ RTP-K133高抖动分析选件引入了一种分析方法来分离出各个抖动成分,如随机性抖动和定性抖动(如数据相关抖动和周期性抖动)。这种方法基于一种参数信号模型,该模型可以*表征被测的传输链路。
罗德与施瓦茨这种方法的核心优势在于,它的抖动模型包括了被测信号的完整波形特征,而相比之下,传统方法将数据缩减为一组时间间隔误差测量值。因此,即使是相对较短的信号序列,新的方法也可以获得一致的测量数据,以及先前不可用的信息如阶跃响应,或垂直和水平周期性抖动之间的区别。工程师可以从抖动表现的深层次细节中获益,包括合成眼图,所有单个抖动成分的直方图,周期性抖动的频谱和峰值视图,以及用于估算误码率的浴盆图。
罗德与施瓦茨高副总裁兼示波器部门负责人Josef Wolf表示,R&S RTO-/ RTP-K133选件将受到市场欢迎。他提到“我们非常自豪为市场带来了这种*进的方法,这是近二十年来对示波器抖动分离进行真正改进的新方法。利用新的高抖动组件,我们可以帮助工程师获得更多其信号抖动特征的深层次细节。”
这个新的抖动分离组件为工程师扩展了信号完整性调试功能,补充了业界仅有的集成式时域反射(TDR)/时域传输(TDT)测量方法,以及在单个示波器中的实时去嵌入功能体温检测是我们居家,出入社区或工作场所以及出行中的必要监测。红外体温检测仪通过非接触式测温有助于减少接触传染。在这里我们来和家谈谈这个系统和主要的设计方案。
MSP430系列单片机是德州仪器(TI)公司1996年开始推向市场的一种16位超低功耗RISC混合信号处理器,基于该系列产品开发出来的应用不计其数,数不胜数,尤其是面向传感与检测类终应用,因其在片上集成有高性能ADC、LCD驱动、串口通讯、PWM输出等模块,成为了红外体温检测仪厂商的。配合TI提供的丰富的线上软硬件设计资源,使得开发人员可以简化设计流程,快速开发红外体温检测仪原型机,同时节省电路板空间从而降低成本。
下图提供了基于MSP430单片机和TI电源管理、放器及温度传感器器件的红外温度检测仪系统解决方案。
图1:红外体温检测仪系统框图
MSP430系列单片机作为方案的主控MCU,可为测温仪系统设计方案提供以下功能和特性
丰富的外设满足测温仪设计需求
1、MSP430片上集成的逐次逼近式SAR ADC或高分辨率Sigma-Delta ADC配合TI的TLV333放器对模拟型红外温度传感器采集到的高精度信号量进行采样并转换数字温度量,同时可以对电池电压进行实时监控;
2、MSP430片上集成的LCD驱动模块,可以帮助开发人员为测温仪快速实现LCD显示的设计。MSP430FR4133内置的高达 4×36 段或 8×32 段 LCD 驱动模块,更是支持LCD的Segment和COM管脚的灵活配置,可以简化开发人员的PCB设计;
3、I2C串口通讯接口可以满足高精度数字温度传感器或数字型红外温度传感器、数字型接近传感器等辅助传感元件的信号采集和输入;
4、片上集成的定时器模块可以输出多路PWM信号以驱动测温仪指示灯、蜂鸣器等装置;
5、GPIO在超低功耗模式下的中断使能,可以为电池供电的测温仪系统提供待机模式下的快速按键响应。
超低功耗设计助力测温仪的长续航和高使用频次
MSP430系列单片机从1996年推出至今,一直以超低功耗作为产品的家族基因,为产品的低功耗设计提供丰富的低功耗智能外设。因为高频次使用,红外体温检测仪对设备电池供电的续航和使用频次要求颇高,因此测温仪的低功耗运行便成为系统设计的关键挑战。
丰富的产品系列提供了灵活的内存选择
MSP430系列单片机提供片上16KB以上存储器可以满足多数测温仪产品的内存需求。该系列丰富的产品家族更是提供高达512KB的多种内存选择,用户选择不同内存小的同时无需过多的工作量便可以快速迁移现有设计。可为测温仪推荐的产品型号有
表1红外体温仪MCU产品型号推荐
图1的方案中同时包括了TI丰富的电源管理、信号链和传感器产品。
TPS61099 系列芯片是门针对需要超低功耗应用的升压芯片,首先,静态功耗仅仅为800nA,而且输入电压低至0.7V,可以支持单节干电池供电,同时在输入1.5V,输出3.3V/10uA条件下可达到80%的效率。TPS61099x系列芯片提供输出可调版本和输出固定版本两种供客户选择,固定版本支持1.8V~5.0V几乎各种常见输出电压。
TPS62170降压转换器提供低IQ,有助于延长系统的电池寿命,尤其是在不使用系统时。此外,它还支持在 2 MHz 以上的切换频率下实现高效率,以帮助设计人员减少所需电感器的小,从而减小整个解决方案的小。
TLV333运放是TI的零温漂运放系列产品,具有高精度低功耗的特点。一方面,该运放的超低输入失调电压(15 ?V max)和低温漂(0.02μV/℃)利于小化温度检测误差,其轨到轨输入/输出性能帮助化动态范围。另一方面,低静态电流(28 ?A max)、低电压(1.8V to 5.5V)和小尺寸封装(小SC70封装),加上-40℃ 至+125℃的工作温度范围,非常适合手持式或电池供电的医疗设备。此外,该运放系列也有双通道(TLV2333)和四通道(TLV4333)的选择。
在某些系统中可能需要更快的建立时间和更低的噪声来帮助加快温度测量。对于这些情况,OPA388是替代TLV333的不错选择。OPA388将提供较低的输入失调电压(值为5μV),较低的噪声(7 nV / rt(Hz))和更快的建立时间(2μs),所有这些都将有助于小化建立时间和所需的平均采样数量达到的温度分辨率。
TI具有多种运算放器,可用于模拟传感元件和ADC之间的信号接口。下表列出了其他可以适用于此设计的放器,所有放器均采用双重封装我们的地球是一个蓝色的星球,水资源似乎非常丰富。然而,只有2.5%的水是可用的淡水。与此同时,人口的增加和工业化的快速发展对自然水资源提出了巨的需求。 将来可用的淡水来少了。在这种前提下,高效、高容量的清水供应、对地球和整个地区的发展进行生态友好的污水处理日益重要。
淡水供应域日益严峻的形势迫使制水者,不仅要始终如一地追求过程测量的定性和实用性,而且要比过去更密切地控制效益。