基于溫度補(bǔ)償?shù)牡叵滤槐O(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì).pdf

1、近些年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增加，地下水面臨著過(guò)度開(kāi)采的問(wèn)題，這不僅導(dǎo)致地下水水位大幅下降形成地面沉降湖泊枯竭，而且會(huì)影響植被生長(zhǎng)造成水土流失使生態(tài)惡化。因此，精確的地下水水位監(jiān)測(cè)對(duì)于合理的利用地下水資源維持生態(tài)平衡至關(guān)重要。
　　目前中國(guó)地下水位監(jiān)測(cè)主要采用人工手動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法，監(jiān)測(cè)手段包括測(cè)繩、電測(cè)尺、浮子式水位計(jì)等。這些測(cè)量方法容易受到人為因素影響，測(cè)量精度不高，并且耗費(fèi)人力物力，難以滿足地下水監(jiān)測(cè)工作的需要。因此，

2、研制高精度地下水位監(jiān)測(cè)儀具有重要意義。
　　隨著半導(dǎo)體電子工業(yè)的發(fā)展，體積小、精度高、使用方便的地下水監(jiān)測(cè)儀器越來(lái)越多的應(yīng)用于水文地質(zhì)工作中。本文通過(guò)對(duì)已有的地下水位監(jiān)測(cè)設(shè)備采用的方法和結(jié)果進(jìn)行了分析和研究，并結(jié)合國(guó)外在這一方面的研究成果，完成了地下水位監(jiān)測(cè)儀的研制。該儀器利用半導(dǎo)體壓力傳感器作為壓力感受元件，將壓力轉(zhuǎn)換電壓，通過(guò)微處理器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在微處理器內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后遠(yuǎn)程發(fā)送到上位機(jī)。
　　壓力傳感器

3、是水位數(shù)據(jù)的直接來(lái)源，對(duì)于整個(gè)儀器的測(cè)量精度至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)比不同壓力傳感器的特點(diǎn)，硅阻式壓力傳感器具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、便于集成的優(yōu)點(diǎn)，適合作為地下水位監(jiān)測(cè)儀的壓力感受元件，但是作為一種半導(dǎo)體元件，在受到溫度影響時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫度漂移的現(xiàn)象，因此選用MAX1452溫度調(diào)理芯片對(duì)其進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
　　壓力傳感器采集到的壓力信號(hào)需要傳輸?shù)轿⑻幚砥?，微處理器?fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、通訊等工作，是設(shè)備的核心元件，因此對(duì)微處理器的要求較高。

4、通過(guò)對(duì)比不同微處理器的特點(diǎn)，MSP430具有功耗低、價(jià)格適中、內(nèi)部資源較多等優(yōu)點(diǎn)，因此選用MSP430F5438芯片作為地下水位監(jiān)測(cè)儀的控制核心，設(shè)計(jì)的外圍電路包括時(shí)鐘芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋梢詫⒉杉臄?shù)據(jù)通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)缴衔粰C(jī)。
　　利用多元回歸分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)比兩種方法的補(bǔ)償效果，發(fā)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在壓力較小時(shí)補(bǔ)償效果較好，而多元回歸分析在壓力較大時(shí)補(bǔ)償效果