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三维地应为数据采集及处理系统
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三维地应为数据采集及处理系统
包头钢铁学院张
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飞
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赵亚军
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礁要车文首先将单片机应用判虚力谢量中，实现了嗣量控钮、数据采集和数据处理的
智能化．文章占系坑抽基车工作原理．Ｌ硬件设计思想，件设计及功隹，术指标等方面做了介软拄绍．通过标准ＲＳ２２接口与ＩＭ／Ｃ系统机联接，现了双向异步方浩进行参数设定和数据－３ＢＰ实
的转辅、析和趾理。分
关键词应力蔼量
数据采集
单片机
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疡包力
了解除过程的全部数据采集。这种方法在但测量过程中由于数据传送过于复杂以致难
以推广应用。本文针对上述原因，过将单通
１
概述
吉水深孔三维地应力测量广泛应用于
地质、震、地建筑、电、水采矿等领域。数据而
采集及处理系统是地应力测量中的关键部分。目前，内外的测量设备，国测量手段均较落后，了能连续地观测记录到地应力解除为过程中的应变变化过程。文献［］１曾进行了
片机以及其它微电子技术应用于该系统，并
设计了完整的软件，而实现了孔内数据采从
集、据存储及数据处理的全过程的自动数
化。特殊情况下，在通过接口电路，入开关输量脉冲，完成常规参数的设置和系统启可动，操作十分方便，活。灵
红外线遥测应变数据采集系统的研究，现实
附图
数据采集夏存贮装置的工作原理
２数采及贮置据集存装的
工作原理
如附图所示，本装置由单片机及外围电
张飞蹦教授包头０４１１００
；髫篆
组成ａ
羹
电控镧电电源路、压监铡示电部分及指路等
４?６
采集装置下放到钻孔之前，各种参数将通过微机ＲＳ２２接口，入到采集装置一３输
３３系统功耗的降低．
本系统采用电池供电，次工作时间长每
达３小时，由于采集仪装在一个特制的密封器内，要其体积愈小愈好。电池的体积有需限，量也就受到了限制，支持采集仪长容为时间地工作，唯一的办法是设法降低仪器功
耗，电路的设计上均采用檄功耗或低功耗在电路。单片机采用Ｉｔｒ司的８Ｃ５如ｎｅ公７１带
内部的单片机中，片机会将这些参数放在单存贮器的起始单元，时启动单片机定时同
器。个过程也可以通过手动触发檄功耗自这
锁开关使单片机电源接通，片机上电复单位，进入计时等待状态。如果在下孔前通过
接口电路给单片机施加一个脉冲信号，时此单片机计时开始，时到预定时间后，片计单机启动测量电路电源，入溯量状态，隔进每
一
ＥＲＰＯＭ的ＣＨＭＯＳ电路，既降低了功耗又将程序存贮器台为一体，小了体积，缩
８（５７１单片机除正常运作外，设置有等待２都方式和掉电工作方式两种节电运行功能。当
定时间采集一组多路信号，时将其存人同
存贮器中。当存满所有存贮空间后，片机单停止采样工作如果把仪器提至地面，可对所采集的数据进行一系列处理，印出应力打解除曲线、析、算应力状态。分计
采集仪放人钻孔内２５小时前，下胶固化．水
期间，Ｕ停止工作，ＲＡＭ定时／数ＣＰ而计器继续工作，来计时，时的总功耗只有用此
３系统主要硬件和软件设计介绍
３１模拟测量部分．模拟测量部分实际上是一个小型多路微功耗高精度的电阻应变仪，具体包括：３１１双恒流桥Ｅ．．—Ｖ变换为使应力解
７ｍＡ。按此功耗可维持３０小时的等待工作
状态。
３４系统软件介绍．该系统软件被设计成黑匣子模式，所有操作均通过通讯命令实现其软件功能为：
①设置参数；定时采样；标写作地一通②③道；存取数据；一对一通讯方式；现场④⑤⑥
除过程的应变信号转化为电信号，现非电实
量的电测，首先应将应变信号转化为微弱的电压变化，常是通过电桥电路实现在本通测量系统里，行多点测量，减小体积，进为就必须进行多点的切换。换开关的选择选用切了模拟电子开关集成电路，的功耗极小，它体积小，可靠性高，一的缺点是导通电阻唯
单键启动；⑦数据处理。程序设计包括主程序、时程序、样定采
程序和通讯程序四部分（程序框图略）
１主程序。主程序有两个功能：．参数初
始化和置系统为闲滞省电状态。２定时中断服务程序。功能为判断就．其地启动按键、时启动、时启动采样。延定３采样中断服务程序。用ＡＤ转换芯．利
大，能用于恒压供桥电路里，我们可以不但采用双恒流源供桥，即双恒流桥来消除导通
电阻的影响，电阻应变片上始终保持恒定使
的电流。
片转换结束后送出的位选通脉冲信号触发
外部中断ｌ进入该程序。功能：样各位采ＢＤ码并组合成一个数据、出处理、样Ｃ溢采方式切换、通道切换、存储数据、动通讯程启序、送标定通道、时采样。上定４通讯中断服务程序。．该程序实现半双工通讯方式，成人机对话功能完
３１２高精度、功耗测量放大器。用两．．低选
片低功耗、精度，失调电压的ＯＰ７Ｐ高低０Ｃ集成运放组成准测量的放大器。３２Ａ／转换器．ＤＡ／转换器采用美国Ｉｔ