石油勘測(cè)MEMS傳感器數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì).pdf

1、將基于MEMS傳感器的集成化、微型化和數(shù)字化的采集系統(tǒng)應(yīng)用在石油、煤礦勘探當(dāng)中，以提高探測(cè)的深度和精度，一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。在國(guó)家863微機(jī)電系統(tǒng)重大專項(xiàng)課題“石油勘探MEMS加速度傳感器制造與實(shí)用化研究”(課題編號(hào)：2004AA404210)的研究背景下，本文根據(jù)石油勘探MEMS傳感器的特點(diǎn)，研制出了一套高速采集、快速處理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，解決了石油勘探中傳感器輸出信號(hào)信噪比低、諧波失真大、靈敏度低、頻譜特性差，不具

2、備數(shù)字采集等問(wèn)題。 通過(guò)對(duì)MEMS加速度傳感器的特點(diǎn)研究，研制了針對(duì)差動(dòng)電容傳感器的信號(hào)提取電路。文章給出了電路的具體設(shè)計(jì)，并分析求解，得到了輸出電壓與電容變化的線性關(guān)系。系統(tǒng)以DSP處理器用作數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，ARM處理器作為主控單元，構(gòu)建了雙CPU數(shù)字處理系統(tǒng)。采用RS485與CAN總線構(gòu)建了高實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)采集。通過(guò)采用高隔離度的DC-DC電源和低噪低漂移運(yùn)放，使用光電隔離和濾波器等設(shè)計(jì)，采集裝置具有了

3、很強(qiáng)的抗干擾特性。 為提高系統(tǒng)在低信噪比環(huán)境下的信號(hào)檢測(cè)性能，在對(duì)比幾種信號(hào)檢測(cè)方法后，文章采用基于提升小波降噪的數(shù)字信號(hào)處理方法。在分析了基小波的選取和閾值降噪的原理后，本文提出了一種采用均值與閾值相結(jié)合的改進(jìn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了方法的可行性。 軟件設(shè)計(jì)中，本文完成了A/D、D/A、串行通信和雙機(jī)通信等底層驅(qū)動(dòng)功能，并在DSP中實(shí)現(xiàn)了基于小波降噪的信號(hào)處理程序。采用VC開(kāi)發(fā)上位機(jī)調(diào)試軟件，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)保存、波形