四分量鉆孔應變儀是連續(xù)測量地殼應力應變的儀器,而地殼應力的狀態(tài)變化是引起褶皺、斷裂及地震等地表變形及破壞發(fā)生的根本原因,發(fā)生在地殼表面的各種地質災害都與地應力變化的作用息息相關。因此研究四分量鉆孔應變儀對觀測與記錄地表地應力變化具有重大意義,同時鉆孔應變儀的連續(xù)測量為地球彈性研究提供了重要數據,為地震的預測預報提供了有力證據。電路設計的合理性決定了儀器測量數據的準確度,電路設計是否合理是否實用只有在長期不間斷的實際應用中才能得以驗證。本論文主要闡述了對四分量鉆孔應變儀的部分電路改進設計并完成了對該儀器整機的線性度、靈敏度等的測試,提出了頻率響應測試的方案設想。本文主要由以下章節(jié)組成:第一章主要闡述了應變儀的研究背景,國內外發(fā)展狀況以及發(fā)展趨勢,提出現有應變儀存在的不足,并提出了本設計在現有應變儀的基礎上改進點以及要解決的問題。第二章主要闡述了電容式應變儀的工作原理,并提出采用差分式電容傳感器的優(yōu)點以及實用性的問題,并闡述了應變儀傳感器受地層應力時主應力方位角的確定。第三章主要闡述了電容式鉆孔應變儀的電路總體設計模塊,對各個模塊進行了說明,在理論上說明了RC振蕩電路的缺點,并對傳感器的激...

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【學位級別】：碩士

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ABSTRACT
第一章 概述
    1.1 引言
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 現有應變儀不足及改進設計
第二章 四分量傳感器鉆孔應變儀中微位移測量概況
    2.1 微位移測量技術
        2.1.1 常見的微位移測量
        2.1.2 變間距式差動電容微位移測量原理
    2.2 傳感器工作原理
        2.2.1 傳感器結構
        2.2.2 傳感器受地層應力時力學分析
    2.3 本章小結
第三章 電路設計
    3.1 振蕩電路設計
    3.2 晶體振蕩器
    3.3 晶振組成的正弦波電路設計
        3.3.1 方波產生電路
        3.3.2 方波產生電路穩(wěn)幅設計
        3.3.3 低通濾波設計
        3.3.4 振蕩的仿真與實測
        3.3.5 正弦波幅度穩(wěn)定性測試
    3.4 前置放大電路
    3.5 相敏檢波電路
        3.5.1 相敏檢波器
        3.5.2 相敏檢波電路設計
    3.6 輸出電路設計
    3.7 改進前后電路對比分析
        3.7.1 輸出對比分析
        3.7.2 噪聲分析
    3.8 本章小結
第四章 四分量鉆孔應變儀標定測試
    4.1 標定測試方案
        4.1.1 標定測試原理
        4.1.2 標定測試設備選擇
        4.1.3 壓電陶瓷簡介
    4.2 標定測量裝置
    4.3 標定測試
        4.3.1 線性度測試
        4.3.2 分辨力測試
        4.3.3 頻率響應范圍測試
        4.3.4 靈敏度測試
    4.4 本章小結
第五章 測試誤差分析
    5.1 應變儀標準靈敏度
    5.2 靈敏度誤差分析
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3751020