数字式压电换能器导纳圆测量系统的精度研究

作     者：何素娟 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈建国;张磊

授予年度：2012年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 080501[工学-材料物理与化学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：压电换能器 电性参数 导纳圆 测量电阻 

摘      要：声波测井使用的仪器种类各异,但都需通过发射和接收声波来实现对地层信息的获取。测井仪器中的压电换能器是其重要组成部分,通常情况下都配对使用。实验表明,在相同条件下接收换能器与发射换能器的电性特征一致时接收到的波形基本一致。因此,在使用换能器之前获取其电性参数显得十分重要。 电性参数获取的方法很多,本文根据换能器的阻抗特性——谐振频率附近的电导电纳值刚好构成一个圆设计了一种新型的数字式导纳圆测量仪,该测量系统可以精确地测出换能器的电性参数。 本测量系统的硬件主要由控制器、模数转换器、信号发生器、数字电位器构成。正弦信号发生器和数字电位器由控制器管理,用于产生给定的正弦信号和电阻;正弦信号的采集工作由模数转换器完成。 本测量系统的软件包括两部分:下位机通过USB接收上位机给定的相关信息来更新数字电位器、正弦信号发生器的控制字以及模数转换器采集频率的大小,通过FIQ中断子程序实现对压电换能器两端正弦信号采样数据的保存功能,通过数据通讯函数把采集数据由USB口传送给PC机;上位机通过绘制出用户界面方便用户设定数据处理方式、测量电阻大小、起始和截止频率、频率步长、变步长大小等信息,对从下位机接收到的采样数据采用数字相关法等数据处理方法对进行数据处理,最终根据计算结果实时地绘制导纳曲线并以图形和文本的形式保存相应数据。 实验结果表明:采用不同的测量电阻,导纳圆的测量效果不同;采用不同的数据处理方法,导纳圆的测量效果也不同。