数字存储式杂散电流测试仪硬件电路的设计与实现

摘要

随着我国近年来经济的快速发展，电气化铁路及埋地油气管道数量迅速增长，导致杂散电流干扰源越来越多，危害也越来越严重。例如，杂散电流腐蚀可以诱发管道穿孔等事故，不但给人们的生活带来极大的不便，而且会对环境造成严重的污染。因此，对杂散电流采取积极有效的检测与防治措施，具有深远的研究价值和重大的实践意义。
　　本文详细介绍了具有数字存储功能杂散电流测试仪的硬件电路设计与实现，主要完成了以下几个方面的工作：
　　1.介绍了杂散电流检测的检测手段与国内外研究现状，由此确定本文设计使用的检测手段，即管地电位测试与直流电压梯度测试。
　　2.根据杂散电流测试仪的功能及技术指标要求，设计出仪器的整体结构与硬件电路系统架构。
　　3.完成测试仪硬件电路的各部分功能模块的设计，包括主控制电路、数据采集控制电路、自动量程转换电路、电源控制电路及接口电路等。
　　4.完成数据采集控制程序的各功能模块设计，包括A/D转换控制、数据传输、开关切换控制等。
　　5.完成硬件电路及控制程序的调试工作及各项性能测试，达到设计的功能及指标要求。
　　6.针对测试仪存在的不足之处提出相应的改进措施，并对杂散电流测试设备的进一步发展趋势做出了预测。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2杂散电流检测的研究现状

1.3本文主要内容

第二章硬件电路方案设计

2.1功能需求分析与主要技术指标

2.2方案设计与选择

2.3系统框架结构

2.4本章小结

第三章杂散电流测试仪硬件电路设计

3.1 ARM核心控制电路

3.2人机接口电路

3.3信号采集电路

3.4电源控制电路

3.5 GPS接口电路

3.6本章小结

第四章信号采集控制程序设计

4.1控制功能与控制思路

4.2数据通信程序实现

4.3数据采集与处理

4.4模拟电路开关控制

4.5本章小结

第五章整机测试与仪器性能分析

5.1电路调试与安装

5.2仪器性能测试

5.3现场测试

5.4仪器性能评价

5.5存在问题与功能改进

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

在学期间的研究成果