本文關鍵詞：基于直流激勵的檢波器測試儀研制

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【摘要】：地震檢波器(傳感器)是地震勘探系統(tǒng)的最前端,它負責將地面振動信號轉換為電信號,供后續(xù)的地震儀進行采集。檢波器是地震勘探系統(tǒng)的重要組成部分,它的性能質量影響著地震數(shù)據(jù)獲取的優(yōu)劣,關系到地震勘探效果的好壞。動圈檢波器是眾多地震檢波器中的一種,憑借著高性價比以及耐用性等優(yōu)點,動圈檢波器成為地震勘探領域使用最為廣泛的傳感器。在大規(guī)模地震勘探施工之前,成千上萬的動圈檢波器需要進行參數(shù)測試,以篩選出性能合格的檢波器用于作業(yè),此外,在檢波器的日常存放和保管過程中,也需要進行定期地月檢或者年檢,因此,檢波器測試儀的研制具有重要的實際意義。檢波器有自然頻率、阻尼系數(shù)以及靈敏度等諸多參數(shù),不同的參數(shù)代表著檢波器不同的性能指標。檢波器測試儀是用于測試檢波器各項參數(shù)的儀器,它能客觀評價一個檢波器的參數(shù)是否隨著時間或者環(huán)境等條件的變化而發(fā)生改變,并憑此判斷檢波器是否損壞以及能否正常使用。目前,物探工作者和科研人員使用的檢波器測試儀大都是基于直流激勵法而研制的。這種方法通過給檢波器施加一定大小的電流進行激勵,然后斷開電流,采集檢波器的響應輸出,根據(jù)輸出電壓曲線計算得到檢波器的相關參數(shù)。然而,在使用直流激勵法測試檢波器時,對于激勵電流如何選取一直都沒有明確的標準,部分檢波器測試儀在研制時,由于設計者沒有考慮到激勵電流的幅度可能會對測試精度產生影響,隨意設置激勵電流的大小,從而造成測試儀在對部分檢波器進行測試時誤差較大、測試精度較低。激勵電流的選取缺乏統(tǒng)一及明確的標準,也給部分試圖自主研制測試儀的科研人員帶來了理論上的巨大障礙,一定程度上影響了儀器研制的進度。因此,為了徹底弄清直流激勵法測試檢波器時激勵電流的選取原則,本文在理論分析及實驗驗證方面做了大量的工作。首先從理論上分析了激勵電流的幅值對檢波器響應電壓所產生的影響,然后進行了充分的實驗驗證。實驗中,使用幅度不同的電流去激勵檢波器,獲取不同組的參數(shù)測試結果。對比不同幅度激勵電流所對應的參數(shù)測試結果,判斷各組測試結果的精度及優(yōu)劣,分析不同幅度的激勵電流對檢波器測試精度造成的影響,最終得到了激勵電流幅度的選取原則,為檢波器測試儀的研制提供了強有力的理論支撐。根據(jù)檢波器各項參數(shù)的測試原理,結合激勵電流選取的原則,構建了以ARM處理器為核心的嵌入式Linux硬件平臺。測試儀主要由測試信號產生電路、數(shù)據(jù)采集通道、ARM主控電路、CF卡存儲電路以及用于人機交互的串口觸摸屏電路組成。在檢波器測試儀的研制過程中,針對檢波器各項參數(shù)的差異性,設計了不同的測試程序。實驗中,用自主研制的測試儀對CDJ-Z60型檢波器進行了參數(shù)測試,測試結果與廠家的參考指標非常接近,說明了測試儀具有良好的整體測試效果。為了進一步驗證檢波器測試儀的測試精度,選用了LCR測試儀和配備了激光測振儀的高精度振動臺對兩種檢波器進行測試,將測試結果與檢波器測試儀測得的結果進行對比,以評價測試儀的精度。實驗表明,本課題所研制的檢波器測試儀能夠準確地測試檢波器的阻尼系數(shù)、自然頻率、靈敏度、失真度、直流內阻、漏電阻、噪聲以及極性等參數(shù),測試精度高、測試效果良好。憑借著高精度、高性價比以及容易操作等優(yōu)點,測試儀能夠有效地應用于實驗室或者野外等現(xiàn)場測試場合。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.436

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