【摘 要】
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地震检波器是石油资源勘探工作中接收地震波的传感器,其性能优劣直接决定了勘探工作的质量。地震检波器的自然频率、阻尼、灵敏度、直流电阻等直流参数的测试技术已较为成熟,而交流参数失真度的测试易受噪声干扰,导致精度较低。本文针对检波器失真度参数展开研究,设计了基于STM32和μC/OS-Ⅲ的高精度、多频率检波器失真度测试仪。检波器失真度测试仪系统由下位机软、硬件设计部分和上位机软件设计部分组成。下位机硬件
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地震检波器是石油资源勘探工作中接收地震波的传感器,其性能优劣直接决定了勘探工作的质量。地震检波器的自然频率、阻尼、灵敏度、直流电阻等直流参数的测试技术已较为成熟,而交流参数失真度的测试易受噪声干扰,导致精度较低。本文针对检波器失真度参数展开研究,设计了基于STM32和μC/OS-Ⅲ的高精度、多频率检波器失真度测试仪。检波器失真度测试仪系统由下位机软、硬件设计部分和上位机软件设计部分组成。下位机硬件部分主要由主控芯片STM32F103ZET6单片机、信号发生模块,信号调理模块、数据采集模块、通信模块和触摸屏模块构成。通过STM32F103ZET6单片机控制信号发生模块输出不同频率的正弦激励信号,配合触摸屏窗口按钮控件的使用,完成了测试频率的选择功能。信号传输采用差分方式,减少电路噪声。信号调理模块通过放大电路、滤波电路和电压跟随电路对激励信号进行处理。数据采集模块采样速率可通过触摸屏窗口按钮切换,最高采样速率为4000SPS,采样数据通过串口通信模块发送至上位机。使用Altium Designer完成PCB的设计、制板,进行元件焊接与调试。软件部分通过KEIL编写单片机对信号发生模块和数据采集模块的工作方式配置程序。使用μC/OS-Ⅲ系统进行多任务的划分和优先级的分配,提高代码执行效率,利用互斥信号量避免数据采集及保存任务和通信任务之间的抢占,保护数据资源。使用UCGUI图形界面系统进行人机交互设计,选择系统工作方式。上位机软件部分由采样数据的串口接收程序、数据处理程序和FFT程序组成,可完成对检波器失真度测试数据的处理和谐波分析。本测试仪通过μC/OS-Ⅲ操作系统和高精度DA芯片、AD芯片的配合,可达到对常见地震检波器失真度参数快速测试的目的,且具有操作简单、人机交互友好和测试精度高的优点。
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