【摘要】：海洋科學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科,對其不同對象的研究依賴于不同的觀測技術(shù)。海浪是海洋科學(xué)研究的重要對象之一,利用波浪浮標(biāo)對海浪進(jìn)行表面測量是獲取海浪數(shù)據(jù)的重要手段,波浪浮標(biāo)是目前對海洋波浪進(jìn)行長期、實(shí)時、定點(diǎn)觀測的主要設(shè)備,浮標(biāo)通過其中的傳感器實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)波浪參數(shù)的測量,采集與初步處理。傳感器系統(tǒng)的測試是浮標(biāo)開發(fā)過程中的重要部分,傳感器系統(tǒng)在制造、裝配完成后必須進(jìn)行一系列的測試實(shí)驗(yàn),對其進(jìn)行全面的檢定以確定它的實(shí)際性能,同時經(jīng)過一段時間儲存或使用的傳感器也需對其進(jìn)行復(fù)測。測試方法也在隨著儀器開發(fā)手段的進(jìn)步而飛速發(fā)展,其作為一個完整而獨(dú)立的系統(tǒng)在整個開發(fā)過程中發(fā)揮重要作用。 本文依托課題：國家863計劃海洋監(jiān)測技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化工程項(xiàng)目-波浪方向浮標(biāo),對波浪浮標(biāo)的傳感器測試系統(tǒng)做了系統(tǒng)地介紹,從理論依據(jù)到具體實(shí)現(xiàn),從經(jīng)驗(yàn)總結(jié)到方法改進(jìn)創(chuàng)新都作了完整的論述。 傳感器位于整個測量系統(tǒng)中非常重要的第一環(huán)節(jié),用于從被測對象獲取有用信息,并轉(zhuǎn)換為測量系統(tǒng)能夠接收和處理的信號,因此傳感器在穩(wěn)定性、精度等方面的表現(xiàn)關(guān)系到整個測量系統(tǒng)的性能。 傳感器測試方法的研究從傳感器一般特性入手,基于波浪理論分析及測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,從系統(tǒng)集成的角度出發(fā)測試順序從部分到整體,既要求各部分性能指標(biāo)又注重整體的精度和穩(wěn)定性等基本特性。在SZF波浪浮標(biāo)中,利用波高傾斜一體化傳感器、方位傳感器測得波高的各種特征值和對應(yīng)的波周期,以及浮標(biāo)隨波面縱傾、橫傾和浮標(biāo)方位的三組參數(shù),通過計算處理,得到波浪的傳播方向。方位傳感器的測試基于對其結(jié)構(gòu)及工作原理的分析,誤差理論的研究,對原有的測試方法做了智能化改進(jìn)。給出了測試系統(tǒng)設(shè)計電路,軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)處理,可將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時顯示在屏幕上還可以生成文檔用于后續(xù)處理。傾斜傳感器測試方法的研究基于對其獨(dú)特的波高傾斜一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計,以海浪理論以基礎(chǔ),結(jié)合浮標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,采用物理模型,對每一項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格反復(fù)的測試,給出了具體的操作步驟和注意事項(xiàng)。最后介紹了系統(tǒng)整體測試和精度分析,在深入分析研究準(zhǔn)確度及儀器測量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上進(jìn)行了重復(fù)系統(tǒng)調(diào)試及性能測試。 測試手段隨著電子技術(shù)的發(fā)展不段得到改進(jìn),與傳統(tǒng)的測試方法相比有了更多的智能化特點(diǎn)和功能。當(dāng)全球海洋科學(xué)進(jìn)入多學(xué)科立體化觀測時代,智能化的測試技術(shù)為海洋觀測提供了更好的保障。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P715.2
【圖文】：

圖0一1波浪浮標(biāo)系統(tǒng)框圖2001年開始，我國沿海各海洋臺站已開始陸續(xù)布放波浪浮標(biāo)。隨著波浪浮標(biāo)代了我國己經(jīng)使用了幾十年的岸用光學(xué)測波浮標(biāo)，結(jié)束了我國人工觀測波決了夜間不能觀測波浪的缺陷。F波浪浮標(biāo)對波浪數(shù)據(jù)的處理浮標(biāo)在每次測量結(jié)束后，對波高、傾斜角、方位角的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最大波高、平均波高、有效波高和十分之一大波波高(HMAx、、H。、、H，3、H，期值(T。:、ToN、Tl/3、Tl，10))和按16個方位角劃分的波向出現(xiàn)率。在之對這些重要的測量參數(shù)的含義，采集，處理作詳細(xì)的分析。感器在測量系統(tǒng)中的的作用

SZF型方位傳感器主要由磁敏感元件、多路轉(zhuǎn)換器、A口轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)及數(shù)據(jù)處理器、通訊接口和垂擺結(jié)構(gòu)等部分組成。圖1一1為SZF型方位傳感器和多功能方位測試臺。磁敏感元件的選擇及安裝圖1一1方位傳感器和多功能測試臺磁敏感元件是方位傳感器中的核心器件，是Honey路封裝Wen公司的HMC型磁阻微電路芯片。這里采用的它是兩維磁阻微電路，(50工C)的雙磁場傳感器。兩個傳感器的敏感方向互相垂直。是封裝在小型集成電傳感器A感應(yīng)與外封裝長邊方向平行的磁場，傳感器B感應(yīng)與外封裝長邊方向垂直且與表面平行的磁場。GNDI(A)1OUT+(A)2Q廠FSET一(A)3Vbr;dge(A)4OUT一了A}5GNDZ(A)6S/R一(B)7GNDI(B)8Out+(B)9OFFS盯一舊)10 {{{{{一一一j卜 卜205/R一(A) 19NC1呂 GNDPLN 17OF廠S三T(十A)165/R一(A) 15OFFSET+舊)145/R一舊) 13GNDZ(日) 12OUT一(B) 11Vbradge(日)圖1一2二十腳小型封裝的二維磁阻傳感器管腳示意圖箭頭所指方向?yàn)閭鞲衅鳟a(chǎn)生正輸出的磁場方向在外磁場的作用下，磁阻的變化引起輸出電壓(OUT+和OUT一)的變化，并直接表示磁場的強(qiáng)度。芯片內(nèi)置有霍尼韋爾的電流帶，不需要外部線圈。由于器件本身不需聚磁器，所以不會導(dǎo)致遲滯和非重復(fù)性。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 屠長濤;波浪傳感器數(shù)據(jù)采集及檢測系統(tǒng)[D];中國海洋大學(xué);2011年

2 岳明;驗(yàn)潮儀檢定裝置研究[D];天津大學(xué);2012年

3 郭安剛;基于CR1000的海洋剖面測量平臺控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];中國海洋大學(xué);2012年

4 朱明壘;小型海洋資料浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[D];中國海洋大學(xué);2012年

本文編號：2733514