基于PIC单片机的光栅检波器信号处理

论文题目: 基于PIC单片机的光栅检波器信号处理

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术及自动化装置

作者: 吴彬

导师: 李淑清

关键词: 光栅检波器,莫尔条纹,单片机,串行通信

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 石油是工业的命脉。在地震油田勘探中,地震仪通过地震检波器采集信号,获取地质资料。目前,地震仪的精度远远高于传统检波器的精度,地震检波器已经成为勘探领域发展的瓶颈,制约着油田勘探事业的发展。光栅数字检波器是使用光栅莫尔条纹技术开发出来的一种新型的数字检波器,利用莫尔条纹的信号放大特性、误差平均效应提高了对微小震动的测量精度。由于目前市场上的数字地震仪不能直接接收光栅数字检波器的数字信号,所以怎样处理光栅检波器的数字信号,获取振动信息是本课题的主要任务之一。在信号处理的整个过程中,采用PIC单片机采集和传输光栅数字检波器的数字输出信号,并通过RS232串口建立单片机与PC机之间的通信,重现地震检波器采集到的振动信号,最终获取检波器所探测到的振动信息。论文阐述了信号采集、数据传输和信号恢复的处理过程,通过对不同频率和振幅的信号进行测量来验证采集、传输和处理的准确性,应用该程序对光栅检波器的信号进行处理,记录了实验的数据和振动波形。为了进一步提高光栅检波器的测量精度,从理论上讨论了光栅莫尔条纹的倍增技术。主要成果体现在以下方面:(1)对光栅振子所形成的莫尔条纹的主要参数进行了理论推导,提出主光栅和指示光栅常数不等的设计思想,期望能够进一步地提高光栅检波器的测量精度;(2)应用串口通讯技术使数据的采集和处理可以跨硬件处理,有效解决了数据处理的实时需要;(3)实现了对光栅数字检波器的测试功能,该测试功能在光栅检波器提高精度的再开发研究中依然可以使用。通过测试实验可以验证光栅数字检波器具有良好的性能,并且在进一步提高测量精度上有着较大的潜力。它将在未来的石油勘探领域中为勘探技术人员提供更加准确、更加宝贵的勘探信息。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 前言

1.1 绪论

1.2 地震检波器简介

1.3 目前国内外地震检波器的发展状况

1.4 地震检波器的发展前景

1.5 课题背景及研究内容

1.6 本章小结

2 光栅检波器系统的实现和原理

2.1 光栅检波器系统

2.2 理论分析

2.3 电路原理

2.4 本章小结

3 光栅常数与莫尔条纹的倍增技术

3.1 光栅方程与莫尔条纹的基本参数

3.2 光栅莫尔条纹的倍增技术

3.3 本章小结

4 数据采集与传输模块设计

4.1 单片机的选择

4.2 串行通信功能模块

4.3 PIC单片机串行接口的设计

4.4 USART模块工作方式的确定

4.5 PC机串行接口的设计

4.6 串行通信的软件实现

4.7 本章小结

5 数据处理与用户界面设计

5.1 VC软件概述

5.2 信号处理界面的文档/视图体系结构的设计

5.3 串口接收与数据处理的软件实现

5.4 采集传输程序的测试

5.5 本章小结

6 光栅检波器信号的处理

6.1 光栅检波器的外形结构

6.2 光栅检波器信号处理的实验数据

6.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间所发表学术论文

附录 1 PIC单片机采集传输程序

附录 2 VC程序

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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[6].光栅莫尔条纹干涉计量及其应用研究[D]. 邱丽.重庆大学2009
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基于PIC单片机的光栅检波器信号处理

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