基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统的设计与实现

针对磁法勘探、地磁导航等不同技术领域的地磁测量需求,提出了一种多传感器模块化采集方案,构建了基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统。系统整合了光泵磁力仪,磁通门磁力仪,惯性导航模块以及GPS模块,可满足不同情况下的实验需求。为了解决多传感器组件同时采集时数据无法同步的问题,提出了基于GPS的同步授时技术以保证数据的有效性。利用插值计数器实现了数字倒数插值测频法,在铯光泵磁力仪有效输出范围内,磁测分辨率优于0.006 nT。在吉林大学电磁屏蔽室中,对系统噪声水平进行了评估,评估结果表明采集系统的PSD为7 pT/Hz@1 Hz,符合设计要求。最后在长春南湖和内蒙古桃合木苏木两个实验场地应用采集系统,验证了系统在野外恶劣环境下能够稳定工作,并高效地完成采集任务。

基于FPGA的光泵磁梯度仪频率测量方法

磁梯度测量可以在一定程度上消除地磁日变对测量结果的影响,相比于地磁总场探测具有更高的分辨率,在地质勘探、地球物理以及国防军事方面都具有较高的应用价值。本文提出的测量仪以铯光泵磁力仪作为探头,由FPGA搭建采集系统,实现了磁场数据的测量、显示与存储。对现有铯光泵采集系统的频率测量算法进行改进,提出数字插值与移相结合的测频方法,在保证频率测量采样时间的前提上提高了测量精度,减小了测量误差。之后测试了测频模块的精度误差以及探头的一致性等指标。最后通过磁异常探测实验证明磁场梯度测量相比于磁总场探测可以更清晰的反应磁异常的位置大小等信息。

联合收割机车载动态旋转秤系统研究

精细农业是实现农业可持续发展的技术支持,测产系统在推动精细农业发展的过程中占有十分重要的地位。本系统设计的电子车载动态旋转秤应用于联合收割机上,能够实现在其作业时实时测量产量,并将数据上传到测产上位机。机械部分采用新颖的旋转结构;电子系统主要由信号检测、A/D采样、旋转装置测速、单片机系统和CAN通信等几部分组成。经试验验证,系统硬件可靠,算法滤波能够减少振动干扰;静态测量精度可以达到±3%以内,动态测量可达到±5%以内,基本上满足了联合收割机测产的要求。