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随着经济社会的不断发展,我国在隧道、桥梁、水利工程和地下开采等领域的工程建设量飞速增长。在工程建设中有多种类型的钻孔施工与测试,在钻孔施工与测试过程中对其方位角和倾斜角等参数进行实时监控和修正,可以提高钻孔施工与测试工作的效率与质量。目前使用的方位角测量方法主要包括GPS、罗盘、陀螺寻北仪等,但是这些技术存在着仪器仪表智能化程度低、体积大、不便于携带、驱动系统不完善等问题。本课题研制了一套基于Lab VIEW和开源电子平台(Arduino)对三维电子罗盘控制和方位角实时测量的系统。主要研究内容和结果如下:(1)开发了两种读取电子罗盘方位角的程序,针对目前仪器仪表智能化程度程度低的问题,选择具有高效测控功能的图形化编程语言Lab VIEW编写控制系统。研究了影响测控系统性能的其他因素,并提出相关的解决方案;在分析了整个测控系统的性能需求后,利用Lab VIEW设计出方位角测控系统的表盘,选用Arduino读取工控计算机发出的信号,从而控制步进电机驱动系统与三维电子罗盘系统,并将读取方位角数据结果显示在Lab VIEW前面板。(2)对测控系统的硬件装置进行了集成,其中硬件系统包括Arduino控制板、步进电机驱动系统、DCM250B型三维电子罗盘、异步传输标准接口RS232等。将三维电子罗盘搭载于步进电机上,利用Lab VIEW与Arduino控制板对步进电机系统进行驱动,实现智能化控制三维电子罗盘转动和显示功能,完成方位角测控系统的整体设计与集成。(3)实现了方位角测控系统的应用,将方位角测控系统搭载在声波测井仪上实现实时测控功能。实验结果表明智能化测控系统能够高效地控制驱动三维电子罗盘,实时接收井下检测仪器采集的数据并显示,且运行稳定可靠。最后对自动声波测井系统采集的数据误差及补偿方法进行了研究,选用校准法进行补偿,补偿效果良好且简单易行。智能化方位角测控系统结合声波测井仪应用实例研究,使得自动声波测井系统具有完整的自动化驱动和实时检测声波数据及姿态信息能力,并智能化控制井下检测仪器转动,具有较大的实用意义和广阔的应用前景。