四分量钻孔应变仪的电路设计及测试研究

发布时间：2023-02-27 08:38

　　四分量钻孔应变仪是连续测量地壳应力应变的仪器,而地壳应力的状态变化是引起褶皱、断裂及地震等地表变形及破坏发生的根本原因,发生在地壳表面的各种地质灾害都与地应力变化的作用息息相关。因此研究四分量钻孔应变仪对观测与记录地表地应力变化具有重大意义,同时钻孔应变仪的连续测量为地球弹性研究提供了重要数据,为地震的预测预报提供了有力证据。电路设计的合理性决定了仪器测量数据的准确度,电路设计是否合理是否实用只有在长期不间断的实际应用中才能得以验证。本论文主要阐述了对四分量钻孔应变仪的部分电路改进设计并完成了对该仪器整机的线性度、灵敏度等的测试,提出了频率响应测试的方案设想。本文主要由以下章节组成:第一章主要阐述了应变仪的研究背景,国内外发展状况以及发展趋势,提出现有应变仪存在的不足,并提出了本设计在现有应变仪的基础上改进点以及要解决的问题。第二章主要阐述了电容式应变仪的工作原理,并提出采用差分式电容传感器的优点以及实用性的问题,并阐述了应变仪传感器受地层应力时主应力方位角的确定。第三章主要阐述了电容式钻孔应变仪的电路总体设计模块,对各个模块进行了说明,在理论上说明了RC振荡电路的缺点,并对传感器的激...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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ABSTRACT
第一章 概述
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
    1.3 现有应变仪不足及改进设计
第二章 四分量传感器钻孔应变仪中微位移测量概况
    2.1 微位移测量技术
        2.1.1 常见的微位移测量
        2.1.2 变间距式差动电容微位移测量原理
    2.2 传感器工作原理
        2.2.1 传感器结构
        2.2.2 传感器受地层应力时力学分析
    2.3 本章小结
第三章 电路设计
    3.1 振荡电路设计
    3.2 晶体振荡器
    3.3 晶振组成的正弦波电路设计
        3.3.1 方波产生电路
        3.3.2 方波产生电路稳幅设计
        3.3.3 低通滤波设计
        3.3.4 振荡的仿真与实测
        3.3.5 正弦波幅度稳定性测试
    3.4 前置放大电路
    3.5 相敏检波电路
        3.5.1 相敏检波器
        3.5.2 相敏检波电路设计
    3.6 输出电路设计
    3.7 改进前后电路对比分析
        3.7.1 输出对比分析
        3.7.2 噪声分析
    3.8 本章小结
第四章 四分量钻孔应变仪标定测试
    4.1 标定测试方案
        4.1.1 标定测试原理
        4.1.2 标定测试设备选择
        4.1.3 压电陶瓷简介
    4.2 标定测量装置
    4.3 标定测试
        4.3.1 线性度测试
        4.3.2 分辨力测试
        4.3.3 频率响应范围测试
        4.3.4 灵敏度测试
    4.4 本章小结
第五章 测试误差分析
    5.1 应变仪标准灵敏度
    5.2 灵敏度误差分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3751020