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海流传感器信号采集系统的研究
资料介绍
开发利用海洋资源,利国利民。我国高度重视海洋资源的开发,其中上升流的研究具有重要的经济价值。国内尚缺少专门针对上升流测量的海流传感器,设计一种可测上升流的海流传感器迫在眉睫。
海流传感器输出信号十分微弱,信号幅值在几十微伏数量级,对这种微弱信号的采集十分困难。本文通过对微弱信号检测技术的分析,得出微弱信号测量的关键是降低噪声,提高信噪比。
设计中,首先从降低器件噪声的角度出发,摒弃了传统信号采集系统设计思路,创新性地提出了减少模拟元件的数量,采用集成放大和滤波功能的模数转换器AD7714直接处理信号的方法,有效地降低了系统中器件噪声的引入。
其次系统硬件设计中,采取电池供电、低噪声、低压差线性稳压电路、比率测量等措施,降低了电源波动对信号采集的影响。通过对信号中可能混入的各种噪声的分析,有针对性地提出了合理的屏蔽措施和接地处理,将各种噪声的干扰降到最小。
再次采集系统软件设计中,设计了单片机中位值数字滤波算法,配合24位高精度ADC确保了数据采集系统的准确度。
综合以上设计思路,搭建了完整的信号采集系统。数据采集电路实现了海流信号的模数转换,数字滤波、时间记录、数据存储和数据通信。上位机基于LabVIEW设计了数据显示、存储和分析软件。方便地实现对海流传感器信号的采集、分析。
最后,通过实验测试,得到采集系统的准确度为±0.875uV,证明了本文设计的海流传感器信号采集系统准确度完全满足海流的测量要求。
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