【摘要】：海洋觀測技術作為海洋開發(fā)等海洋活動的基礎,是各海洋強國競爭最激烈的領域之一,而高性能的傳感器是實現(xiàn)海洋要素精確測量的前提。截止目前,國內外均缺乏測量上升流的高性能傳感器,上升流的流速只有水平流流速的千分之一到百分之一,據(jù)此特點,課題組設計了一種可測上升流的三維海流傳感器。本文設計的信號采集系統(tǒng)是該海流傳感器的重要組成部分。 本文首先分析了信號采集系統(tǒng)輸入信號的來源,確定十字彈性梁和微力放大裝置末端的應變?yōu)檩斎胄盘?并提出了分辨率不低于0.507uε的設計要求。因應變無法直接測量,采用惠斯通全橋電路將應變測量轉換為電壓測量。由于輸出的電壓信號十分微弱,易被噪聲“淹沒”,通過分析信號采集系統(tǒng)的噪聲來源,提出了減少模數(shù)轉換前置電路、采用高集成度的模數(shù)轉換芯片的設計思路�；凇�-△調制型模數(shù)轉換器抑制噪聲的優(yōu)異特性,選用AD7195作為系統(tǒng)的模數(shù)轉換器。 在分析海洋觀測平臺技術后,采用潛標系統(tǒng)作為海流傳感器的觀測平臺,提出自容式和低功耗的設計要求。為減小傳感器密封腔的體積,采用標稱電壓為3.7V的聚合物鋰電池,并設計了電壓變換電路；為提高模數(shù)轉換的精度,采用高精度的參考電壓、比率測量技術和交流激勵技術,設計了模數(shù)轉換電路并編寫了相關程序；為滿足自容式傳感器數(shù)據(jù)存儲的要求,設計了存儲電路；為滿足數(shù)據(jù)處理和測量人員根據(jù)不同海域海流特點設置模數(shù)轉換器的需要,設計了Labview上位機程序；通過分析噪聲在系統(tǒng)中的耦合途徑,采用地線屏蔽和單點并聯(lián)接地等措施,提高了信號采集系統(tǒng)的抗干擾能力。 最后,通過實驗測試了信號采集系統(tǒng)的通信功能,并得到信號采集系統(tǒng)的誤差為±0.11uε。實驗結果表明,本文設計的信號采集系統(tǒng)能夠滿足可測上升流的三維海流傳感器的設計要求。
【圖文】：

克服上述缺點，經過反復探索，課題組設計了一種基于測量應變的新式海流傳感器，其三維模型如圖2.1所示，信號采集系統(tǒng)安裝在密封腔內。I 水乎方向，

本文編號：2546064