求模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精度至少在16位以上，并且由于輸入信號(hào)是一個(gè)低頻的雙極性信號(hào)，所以要求模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須能夠轉(zhuǎn)換雙極性信號(hào)并且對(duì)高頻信號(hào)具有很大的抑制作用，所以采用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是△ Σ結(jié)構(gòu)的具有負(fù)參考能夠轉(zhuǎn)換負(fù)電壓的一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0033]由于在環(huán)境是比較復(fù)雜的，各類干擾信號(hào)都可能存在，但是由于采集信號(hào)是低頻的，而干擾信號(hào)是高頻的，可以用濾波器將高頻信號(hào)剔除。低通的數(shù)字濾波器，將無(wú)用的高頻信號(hào)濾除，低通濾波器的截止頻率大約為赫茲左右，這樣低的一個(gè)低通濾波基本上就能夠?qū)⒏哳l干擾信號(hào)濾除。這種數(shù)字濾波器可以是無(wú)限沖擊響應(yīng)型或者有限沖擊響應(yīng)型的數(shù)字濾波器，也可以是二者的結(jié)合。
[0034]可編程邏輯電路，由用戶來(lái)進(jìn)行編程和進(jìn)行配置，解決不同的邏輯設(shè)計(jì)問(wèn)題；
[0035]微控單元，可以為單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器等可編程器件，主要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行讀取以及對(duì)可編程器件進(jìn)行控制。
[0036]數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，可以將給定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，然后經(jīng)過(guò)模擬開(kāi)關(guān)3的選擇，可以進(jìn)行整個(gè)環(huán)節(jié)的校驗(yàn)與調(diào)零，在油井高溫高壓的環(huán)境中，器件的性能可能隨著溫度的升高而變化，并且器件也可能被損壞，可以通過(guò)微控單元9來(lái)對(duì)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作，給出相應(yīng)的值，然后再經(jīng)過(guò)環(huán)路再采集回來(lái)，可以對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行校驗(yàn)。
[0037]由于輸入信號(hào)是雙極性的，并且在后期計(jì)算電阻率的過(guò)程中需要對(duì)轉(zhuǎn)換邊沿進(jìn)行檢測(cè)，所以整個(gè)裝置中沒(méi)有出現(xiàn)模擬的濾波器，因?yàn)槟M的濾波器有可能對(duì)測(cè)量信號(hào)的波形產(chǎn)生變化以至于檢測(cè)到的邊沿變換時(shí)間不準(zhǔn)確。根據(jù)測(cè)量信號(hào)以及噪聲的特征，設(shè)計(jì)出的數(shù)字濾波器必須保證對(duì)輸入方波信號(hào)的測(cè)量值極性轉(zhuǎn)換時(shí)的測(cè)量沒(méi)有太大的影響。
[0038]本發(fā)明在具體工作時(shí)，首先采集到的第一電極和第二電極之間的信號(hào)是微弱的低頻電壓信號(hào)，由于信號(hào)很微弱并且是電位差信號(hào)，所以前級(jí)采用具有一定放大倍數(shù)的儀表放大器，將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成既有一定幅度的單端信號(hào)進(jìn)行處理，由于測(cè)量的信號(hào)具有一定的浮動(dòng)范圍，所以后即采用一個(gè)增益可調(diào)的高精度放大器，即程控增益放大器進(jìn)行再次放大，后面再加一級(jí)電壓跟隨器進(jìn)行阻抗的變換以適應(yīng)后級(jí)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。電壓跟隨器輸出的信號(hào)進(jìn)入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，由于信號(hào)含有較大的噪聲信號(hào)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須對(duì)高頻信號(hào)有一定的抑制作用，最后在微控單元的控制下，按照設(shè)定的速度輸出數(shù)字化的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的處理與傳輸。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法包括: 首先采集微弱的低頻電壓信號(hào)，采用具有一定放大倍數(shù)的儀表放大器放大低頻電壓信，將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成既有一定幅度的單端信號(hào)進(jìn)行處理，采用一個(gè)增益可調(diào)的高精度放大器，即程控增益放大器進(jìn)行再次放大； 其次進(jìn)行阻抗的變換，輸出的信號(hào)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，用戶來(lái)進(jìn)行編程和進(jìn)行配置； 最后按照設(shè)定的速度輸出數(shù)字化的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的處理與傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置包括:測(cè)量電極、模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器、電壓跟隨器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器、可編程邏輯電路、微控單元以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；所述測(cè)量電極、模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大器、程控增益放大器、電壓跟隨器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器、可編程邏輯電路、微控單元以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器依次電性連接；所述測(cè)量電極接入模擬開(kāi)關(guān)；所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接入模擬開(kāi)關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述測(cè)量電極包括第一電極以及第二電極，所述第一電極和第二電極并聯(lián)接入模擬開(kāi)關(guān)。
4.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述微弱信號(hào)檢測(cè)儀還包括程控增益放大器，所述信號(hào)放大器通過(guò)程控增益放大器接入電壓跟隨器。
5.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述信號(hào)放大器是儀表放大器或差分放大器。
6.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換位數(shù)不低于16位。
7.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是能夠轉(zhuǎn)換負(fù)電壓的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述濾波器是低通的數(shù)字濾波器。
9.如權(quán)利要求2所述的基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，所述微控單元是單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于可編程邏輯電路的微弱信號(hào)檢測(cè)方法，首先采集微弱的低頻電壓信號(hào)，采用具有一定放大倍數(shù)的儀表放大器放大低頻電壓信，將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成既有一定幅度的單端信號(hào)進(jìn)行處理，采用一個(gè)增益可調(diào)的高精度放大器，即程控增益放大器進(jìn)行再次放大；其次進(jìn)行阻抗的變換，輸出的信號(hào)進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，用戶來(lái)進(jìn)行編程和進(jìn)行配置；最后按照設(shè)定的速度輸出數(shù)字化的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的處理與傳輸。測(cè)量誤差小，能夠測(cè)量浮動(dòng)范圍較寬的極微弱信號(hào)，測(cè)量誤差??；測(cè)量精度高，在整個(gè)電路中沒(méi)有模擬的濾波設(shè)備，減少信號(hào)畸變的可能以及出錯(cuò)的幾率，測(cè)量精度高；可消除溫度增加對(duì)儀器零點(diǎn)的影響；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
【IPC分類】G01R27-02, G01R19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104880597
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510304719
【發(fā)明人】李建軍
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月6日