用于海洋化學(xué)參數(shù)探測的多通道數(shù)據(jù)采集器的研發(fā).pdf

1、本文描述了一種能夠?qū)崟r原位監(jiān)測的水下多通道數(shù)據(jù)采集器的研發(fā)。該數(shù)據(jù)采集器能夠同時處理離子選擇性電極和電流型傳感器的信號，具有高輸入阻抗、在線通訊、低功耗、小型化和高可靠性的特點。它可以連接各種各樣的化學(xué)傳感器，包括pH電極、鈣離子電極、硫化氫傳感器等。該數(shù)據(jù)采集器由處理傳感器信號的前置放大電路、控制電路的微控制器、用于數(shù)據(jù)存儲的Flash存儲器、RS-485通訊接口和電源模塊組成。本文對這些子模塊分別設(shè)計，然后集成為一整套系統(tǒng)。

2、　　本文采用德州儀器公司的MSP430F149作為數(shù)據(jù)采集器的微控制器。MSP430F149有豐富的片內(nèi)外設(shè)，還具有超低功耗、低供電電壓的特點，這些特性使得其適用于系統(tǒng)小型化和低功耗設(shè)計。根據(jù)計算，該數(shù)據(jù)采集器可在2Hz采樣頻率下連續(xù)運行283天。離子選擇性電極信號采集通道采用了具有高輸入阻抗的運算放大器進行電壓跟隨，使得數(shù)據(jù)采集器能夠準確地測量離子選擇性電極產(chǎn)生的信號;電流型傳感器信號采集通道采用三電極放大系統(tǒng);溫度信號采集通道采用三

3、線制測溫電路，能夠消除接線電阻對測量結(jié)果的影響，提高測量的準確性。電源管理模塊由一個低壓差線性穩(wěn)壓器和兩節(jié)鋰電池組成，存儲部分采用內(nèi)存為1GB的Flash存儲器，通訊部分采用RS-485協(xié)議。本文然后對系統(tǒng)的軟件部分進行了數(shù)據(jù)格式定義、通訊協(xié)議的制定和狀態(tài)機設(shè)置等。
　　本文對數(shù)據(jù)采集器的采樣、數(shù)據(jù)存儲和通訊功能進行驗證實驗，重點是對離子選擇性電極信號采集通道、電流型傳感器信號采集通道和溫度傳感器信號采集通道進行測試。實驗結(jié)果都達