给大家推荐5篇关于介电常数的计算机专业论文

今天分享的是关于介电常数的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到介电常数等主题,本文能够帮助到你

浸入式便携智能危险液体检测仪器研制

这是一篇关于液体检测,介电常数,嵌入式系统,stm32cube.ai的论文, 主要内容为为了防范破坏社会稳定的恐怖主义活动,保障公共场所安全,国家制定了关于公共场所配备安检设备来检测可能存在的危险物品的相关管理办法,对于隐蔽携带的易燃易爆危险液体的检测成为了维护公共场所和交通枢纽安全的重要保障。目前危险液体检测仪器产品种类少,多数为体积庞大、效率低且仅能识别安全危险的台式机器,因此对于便携式液体检测仪器需求逐渐增大。本课题针对高速公路危险液体检测的应用场景,设计了一种可便携、稳定性高、响应速度快、可识别液体成分的浸入式液体检测装置。其中,基于多通道电容传感阵列信息采集技术,获取包含液体介电常数的多维度信息的信号。此外,采用了BP神经网络算法对液体成分进行分类识别,并利用了X-CUBE-AI扩展包来实现神经网络算法在嵌入式设备上的移植。主要研究内容如下:1.设计了浸入式液体检测仪器的硬件系统。其中,设计了一款含有4块可任意组合的电容极板的传感器阵列,以及具有耐强酸强碱能力、抗腐蚀性的传感器外壳。该电容传感器阵列能够多维度表征介电常数与电容之间的关系,可有效解决浸入式传感器由于体积过小带来的边缘效应,进而可靠获取液体介电常数的多方位立体信息;设计了面向高频微弱交流信号的信号调理电路模块,解决了多通道传感器信号变化量微弱抗干扰性差的问题。同时,针对传感器信号的相位特性以及幅度特性依次设计了相位检测电路与放大整流滤波电路对信号调理电路模块进行完善,该模块配合主控芯片的通道选择获取稳定、变化能力强的多通道信号的幅度与相位信息;设计了由主控芯片控制的数据存储模块,完成对液体样本数据库的构建与收集;设计了电源模块,并对电路的功耗、输出精度以及效率等因素进行了分析。2.设计了以主控芯片为核心的软件系统,完成了对信号幅度与相位的数字化,构建了样本数据库与测试数据库,实现了对危险液体类型的有效识别。其中涉及的主要技术有:ADC/DAC采集与时序控制、UC/OS操作系统的任务分配、定时器方波计时与输出控制、TIMER-DMA-DAC联合操作、USB虚拟串口驱动、IIC接口通信、QSPI接口通信以及神经网络算法软件实现。3.设计了以BP神经网络为架构的数据分析算法,实现了液体成分的有效识别。并通过意法半导体公司最新推出的X-CUBE-AI软件扩展包,完成了原始神经网络模型向C模型的压缩转换,实现了神经网络模型在嵌入式芯片上的移植。同时,设计了相位检测算法,完成了对传感器信号的相位特性的获取与数字化转换,进一步提高了分类算法的识别率。4.完成对系统整体的性能测试。其中,按照液体的种类、传感器浸入液体深度情况进行实验探究,记录数据和检测结果确定浸入深度对检测结果的影响程度。最后实验结果表明,在保证便携、安全、低成本的同时,系统可准确有效测出十余种液体成分,检测时间控制在1.5s内,检测准确率平均可达90%以上。

测井系统中AD采集系统的设计与实现

这是一篇关于测井系统,数字采集系统,介电常数,联合测试的论文, 主要内容为介电测井系统采用信号的相位差得出介电常数,具有较高的石油、岩石、水的分辨率,所以是石油测井系统中较为实用和方便的一种方式。目前,国外的介电测井系统对于国内存在着技术封锁,为了打破国外的技术封锁,本文针对介电测井系统中数据采集系统进行了研究和实现。本文的课题的主要针对于AD采集系统,它是介电测井系统中的一个重要环节,其过程是:首先,ADS1274将模拟信息进行采集,采集之后的数据为数字信息;其次,EP3C25E144将AD中的数据读取出来;为了抑制噪声及增强信息的相关性,随后通过EP3C25E144进行平滑;最后,平滑后的数据通过SPI通信协议,传给下一级DSP进行处理。本文的系统设计主要分成了两部分,即硬件系统设计和软件系统设计。在硬件系统设计之中,主要是AD采集系统中的硬件实现部分,其包括:ADS1274的设计、FPGA中EP3C25E144C8的设计和电源的设计三部分,在ADS1274中还包含了差分电路的设计、电平转换的设计,FPGA中也附加了 AS的设计、滤波电路及电平转换的设计。在软件系统设计中,主要介绍了AD采集系统的软件实现部分,主要包括了AD采集系统、FPGA的平滑过程、FPGA数据的发送过程三部分。最后在软硬件基础上,给出了在RS232及示波器平台下,对于硬件和软件的联合测试,证明了其有一致性的特点,证明了设计的可行性。

微带电路的介质参数数值提取及仿真软件开发

这是一篇关于FDTD,微带线,散射参数,介电常数,OpenGL的论文, 主要内容为微带电路作为一种重要的射频电路结构,在无线通信、雷达系统和微波传感器等领域广泛应用。然而,准确获取微带线的介质参数对于微带电路的设计和优化至关重要。传统的介质参数提取方法主要基于实验测量,存在实验误差、测量复杂性和理论适用性等问题,而更通用、更普适性的介质参数提取算法是基于全波数值方法的提取算法。本文主要研究基于时域有限差分(FDTD)全波数值方法的介质参数提取算法,通过提取出的微带线散射参数,研究提取微带线的介电常数的ABCD法和损耗角正切的提取算法。最后采用软件工程方法开发介质参数提取的专业电磁仿真软件。本文主要工作如下:首先,介绍了FDTD算法和介质参数提取的理论基础、基于FDTD算法的关键技术和模块化的软件工程思想,把微带线FDTD仿真划分为空间建模模块、网格剖分模块、CPML吸收边界模块和带内阻电压源为激励的激励源模块,再加入有耗介质处理模块和脚本解析模块,可以处理有耗介质的参数提取,同时脚本参数方式可以灵活控制仿真。通过实例分析探讨了无耗介质、有耗介质和有耗覆铜微带线的情况,并对散射参数数值提取方法进行了验证。其次,基于经典的介质参数提取的传输线法,我们研究了传统的S参数反演解析法,并成功应用于微带线介电常数的提取。然后针对微带线的介电常数提取方法,基于传输线模型采用了ABCD算法。接着根据功率损耗原理实现了损耗角正切的提取。最后通过微带线仿真实例,对不同输入参数下的ABCD法、传统S参数反演解析法介电常数提取精度进行分析,同时讨论了微带线中微带不同厚度和不同材料对介质的损耗角正切提取精度的影响。最后,基于软件工程的MVC框架,使用C/C++的Qt开发工具开发介质参数提取的专业电磁仿真软件界面,采用面向对象的编程方法对使用的算法进行封装,并利用Open GL技术开发了计算数据的二维曲线可视化模块,同时以文本编辑的方式将仿真参数控制脚本集成到仿真软件中,最后实现了介质参数数值提取仿真软件的开发。

基于电容边缘效应的牧草水分检测方法研究

这是一篇关于电容边缘效应,牧草含水率,介电常数,设计优化,非侵入式检测的论文, 主要内容为我国拥有丰富的草原资源,在牧草的规模化与集约化生产过程中,牧草的含水率是关乎高密度大方捆打捆机压缩效能、牧草成捆和牧草的发酵等再加工的重要影响因素。目前,对打捆作业过程中草捆含水率的检测手段有限且精度较低。本文从牧草高密度大方捆打捆机打捆作业过程中对牧草水分检测的实际需求出发,研究出一种基于电容边缘效应的非侵入式牧草草捆水分检测方法,利用有限元仿真分析设计优化了电容检测探头,并依据该方法搭建牧草水分检测实验装置,为作业过程中牧草打捆机草捆含水率检测提供了解决方案。本文的主要研究内容和成果:(1)研究含水率检测系统的设计方案。主要考虑了基于高密度大方捆打捆机开发的含水率检测设备的工作场景,明确了牧草含水率检测系统的设计开发思路;提出了系统主要部分的设计开发方案和检测装置整体框架。(2)设计和优化含水率电容检测探头。研究和分析了电容边缘效应以及边缘效应电容传感器的结构参数等设计要素;探究电容检测探头结构参数的相互关系对于性能的影响,基于COMSOL电磁场仿真分析对电容检测探头进行了结构设计与优化,使其可以实现自草捆表面至草捆内部35mm深度范围内的牧草水分检测;根据设计的主动屏蔽式中心激励电容检测探头结构尺寸,选用亚克力板设计了定容检测实验料仓。(3)研发牧草水分检测装置。依据系统整体框架和微小电容检测方法,基于FDC2214电容数字转换芯片采用Altium Designer2019PCB设计软件设计电容检测模块,选用SHT35温湿度检测芯片搭建温度检测模块,以STM32F103RCT6为核心确定了系统主控模块;运用STM32CUBEMX图形化配置软件及Keil u Vision5开发了检测装置主程序以及各子程序;组装各模块得到牧草水分检测装置,烧写程序实现了装置的检测功能。(4)基于电容边缘效应的牧草水分检测装置实验研究。依据电容检测探头和牧草水分检测电子系统搭建完整的牧草水分检测装置,设计牧草含水率标定试验;通过多元回归分析建立了牧草含水率与检测电容值以及温度间的数学模型;通过误差统计分析和方差分析验证了该模型可以较精确地计算牧草含水率,该模型决定系数为0.9726,基于该模型设计牧草含水率计算子程序;进行牧草水分检测装置检测性能测试,该装置实现了在温度5℃-35℃范围内,牧草含水率10%-30%的精确测量,其线性决定系数R2=0.9841,检测误差为±2.67%。本文为基于电容边缘效应的牧草含水率检测提供了检测探头以及检测设备的设计方案,可实现打捆机行进间对草捆含水率的精确检测,有效提高打捆机打捆效率,同时也可实现非侵入式场景下的牧草料堆等的含水率检测。