中微子是宇宙中最基本的粒子,研究中微子有利于人类探索宇宙奥秘,对于推动人类物理学发展有着重要的意义。目前我国建立了大亚湾中微子实验站对中微子进行测量,通过核心部件“探测器”来精确地测量中微子的混合角θ₁₃。为了保障实验过程的安全性以及实验结果的准确性,实验站有着严格的环境要求,需要有多个监测系统对实验站进行监测,有气体监测系统、水监测系统、白油监测系统等。而这些监测系统需要采集温度、振动、电流等工业信号,为此需要开发一套工业信号数据采集系统将这些工业信号进行测量采集,并且实时传送至实验站的EPICS系统中。所以开展大亚湾中微子实验站工业信号数据采集系统的设计与实现有着重要的意义与应用价值。首先,根据系统的性能指标以及实验站现场环境,设计了大亚湾中微子实验站工业信号数据采集系统的总体框架,将系统设计分为数据采集模块与通信模块两大部分,而本人主要负责数据采集模块的设计与实现。然后,为数据采集模块选取了传感器以及关键器件,介绍了系统软件设计规划。最后,根据系统总体设计框架以及选用的器件,对数据采集模块进行了硬件设计与软件编程。其中,数据采集模块指的是前端现场的各个信号采集单元,具体的采集单元如下:第一,针对温度信号的采集,开发了一种基于PT100铂电阻温度传感器的温度信号采集单元。以CPLD为核心处理器,选用测温专用的24位高精度模数转换芯片ADS1248。在硬件方面采用了三线制接法的电阻测量电路,以消除长导线电阻值所带来的误差,在数据处理算法方面采用了最小二乘法对PT100阻值与温度进行了非线性校正。测试结果表明,采集到的温度最大误差为±0.08℃,分辨力为±0.01℃,可测量范围为0℃～+50℃,满足于系统性能指标要求。第二,针对振动信号的采集,开发了一种基于ICP型加速度传感器的振动信号采集单元。以CPLD为核心处理器,选用16位模数转换芯片MAX11168。在硬件方面设计了三端可调恒流源为传感器提供激励源,设计了信号调理电路以消除无关信号的干扰。测试结果表明,振动信号采集单元能够准确地采集到振动信号的变化,能够用于大亚湾实验站工业信号数据采集系统中。第三,针对电流信号的采集,开发了一种4通道的0～100mA电流信号采集单元。以CPLD为核心处理器,选用16位模数转换芯片MAX11168。在硬件方面设计预留了接入其他传感器的接口,适合输出0～100mA电流的传感器使用,在数据处理算法方面采用了最小二乘法对采集的电流值进行拟合校正。测试结果表明,采集到的电流值误差小于0.1%FS,优于系统性能指标要求。本文的大亚湾中微子工业信号数据采集系统经过长期测试与运行后,在中微子实验站现场进行了调试与安装,目前已经在大亚湾中微子实验站正常运行,达到了设计预期的效果,具有较好的应用价值。