新型海洋温盐深测量电路系统的设计与研究

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海洋温盐深测量系统是对海洋中温度(Temperature)、电导率(Conductivity)和深度(Depth)参数测量的系统,简称CTD。温盐深参数测量是海洋水文测量领域内最基础也是最关键的部分,无论对军事领域还是民用领域均具有十分重要的意义。
  欧美和日本在该领域起步较早,当前还处于国际领先水平。中国在该领域起步较晚,技术基础也相对薄弱。随着国家对海洋参数测量领域愈发重视,我国的温盐深测量仪也在快速发展和完善,但仍有众多问题亟待解决。针对当前该测量系统还存在的问题,本课题讨论并实施了改进方案,进行了新型海洋温盐深测量电路系统的设计与研究。
  本课题以理论为指导,讨论了温盐深参数的测量方法,确定了本课题的设计方案,采用热敏电阻对温度进行测量、用七电极传感器对电导率测量、用应变式压力芯体对深度进行测量。在最复杂的电导率参数测量部分,采用了电压和电流直接测量的方法,旨在提高电路的精度和稳定性。实施过程主要包含了传感器选型与制作、测量电路设计和上位机系统设计三大部分。传感器是测量系统的基础,本文做出了温度和压力传感器的选型说明,并针对当前七电极传感器存在的问题,给出了新型低成本电极的设计方案。电路设计分为数字电路部分和模拟电路部分。数字电路包含了单片机系统电路、通信电路、存储电路;模拟电路包含了温度测量电路、压力测量电路、激励信号产生电路、信号取样电路、电极电压测量电路、整形电路和数据采集电路。软件设计部分包含了基于单片机系统的软件开发和基于上位机的软件开发,实现了系统的低功耗工作模式,并保证了系统的有效运行和数据的有效交互,使测量系统更具智能化。
  最后,通过大量的实验和测试,得到了系统的测量精度,满足了测量指标的要求,验证了方案的可行性。
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