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埋地金属管道杂散电流测试仪的研制

作　者: 施泽钦
导　师: 黄琦
学　校: 电子科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 杂散电流检测 嵌入式系统 数据采集
分类号: TM933.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本课题是与西南油气田分公司合作的横向课题。该手持式杂散电流检测仪主要用来采集和处理杂散电流信号,具有功耗低、自动化、设置灵活、人机界面友好等特点。根据实际工程需要,采用了低功耗的MSP43OF1611单片机作为核心器件。整个系统由主控模块、数据采集模块、数据存储模块、电源模块和显示与控制模块五部分组成,实现了数据采集、时钟读写、系统设置、液晶实时显示波形、键盘控制、SD卡便携式数据存储等功能。系统采用C语言进行编程,易于维护和修改。实践应用表明,该数据采集系统是可行的。它能够满足用户对数据采集的要求,提高生产自动化程度,降低用户劳动强度。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 杂散电流的定义及其危害  9-10
  1.2 杂散电流测试原理  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-13
  1.4 课题的研究内容  13-14
第二章 数据采集技术基础  14-23
  2.1 数据采集的基本理论  14-18
    2.1.1 数据采集的基本过程  14-15
    2.1.2 奈奎斯特采样定理  15-16
    2.1.3 频混的产生  16-17
    2.1.4 消除混频  17-18
  2.2 ADC 的工作原理  18-21
    2.2.1 模数转换的过程  18-19
    2.2.2 采样保持  19
    2.2.3 量化及其误差  19-20
    2.2.4 编码  20
    2.2.5 A/D 转换器的误差来源  20-21
    2.2.6 A/D 转换器的信噪比（SNR）  21
  2.3 数据采集系统的设计原则  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 杂散电流测试仪系统设计  23-30
  3.1 功能划分  23
  3.2 下位机系统开发流程  23-25
  3.3 需求分析  25-26
    3.3.1 手持式杂散电流测试仪的功能要求  25
    3.3.2 手持式杂散电流测试仪的技术指标分析  25-26
  3.4 核心方案比较与选择  26-28
    3.4.1 主控方案选择  26
    3.4.2 数据存储方案及上位机通信方案选择  26-28
    3.4.3 键盘方案选择  28
  3.5 总体设计  28-29
  3.6 本章小结  29-30
第四章 杂散电流测试仪硬件设计  30-54
  4.1 主控模块设计  30-33
    4.1.1 MSP430F1611 单片机简介及特性  30-31
    4.1.2 MSP430F1611 外围电路设计  31-33
  4.2 键盘与实时时钟设计  33-39
    4.2.1 I2C 总线概述  33-35
    4.2.2 I2C 接口实时时钟芯片FM3130  35-37
    4.2.3 I2C 接口键盘驱动器ZLG7290  37-39
  4.3 液晶显示模块设计  39-41
    4.3.1 SYM320240CZK 液晶模块简介及特性  39-40
    4.3.2 SYM320240CZK 液晶模块电路设计  40-41
  4.4 数据存储模块设计  41-42
  4.5 数据采集模块设计  42-53
    4.5.1 信号衰减电路  42-43
    4.5.2 基于AD736 的真有效值（True-RMS）运算电路  43-45
    4.5.3 基于MAX280 的五阶低通巴特沃兹滤波器  45-46
    4.5.4 基于LMH6574 的多路复用电路  46-47
    4.5.5 基于AD8138 的差分A/D 驱动器  47-48
    4.5.6 基于AD7684 的A/D 转换器  48-51
    4.5.7 电平匹配电路  51
    4.5.8 电源模块设计  51-53
  4.6 电路图的后处理  53
  4.7 PCB 电路板设计  53
  4.8 本章小结  53-54
第五章 杂散电流测试仪软件设计  54-61
  5.1 程序设计原则  54-55
  5.2 主程序设计  55-56
  5.3 系统设置模块  56
  5.4 电位测量模块  56-58
  5.5 直流电压梯度测量  58
  5.6 自动测试模块  58-59
  5.7 杂散电流方向判别模块  59-60
  5.8 本章小结  60-61
第六章 系统测试与现场应用  61-69
  6.1 系统设计结果  61-63
  6.2 系统精度测试  63-64
  6.3 杂散电流测试仪现场应用实例  64-68
    6.3.1 实例一：犍为南站  64-66
    6.3.2 实例二：重庆渡两线  66-68
  6.4 本章小结  68-69
第七章 总结与展望  69-71
  7.1 总结  69
  7.2 展望  69-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
攻硕期间取得的研究成果  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 电数量的测量及仪表 > 电流测量及仪表
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