一种数字海洋重力仪控制装置，由本体（２０）和控制装置（３０）组成，其特征在于，控制装置（３０）由２４位多通道Ａ／Ｄ转换器（７）、数字－自整角机转换器（８）、单片机（９）、４００Ｈｚ正弦波发生器（１０）、ＲＳ２３２通讯接口（１１）、上位微机（１２）组成，重力变化信号（１）→摆杆机构（２）→光电检测电路（３）→２４位多通道Ａ／Ｄ转换器（７）→单片机（９）→数字－自整角机转换器（８）→自整角机（６）→下测弹簧（５）→摆杆机构（２）；４００Ｈｚ正弦波发生器（１０）→自整角机（６）→机械读数计数器和读数电位器（４）→２４位多通道Ａ／Ｄ转换器（７）→单片机（９）→ＲＳ２３２通讯接口（１１）→上位微机（１２）；４００Ｈｚ正弦波发生器（１０）→数字－自整角机转换器（８）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制装置，尤其涉及海洋重力仪的控制装置。
技术介绍
对于海洋重力场时空变化的监测与研究，是地球重力学研究的重要的内容。在海面利用海洋重力仪测量重力，至今仍为海洋重力学研究和海洋地球物理勘探不可缺少的手段。海面重力测量是在动态环境中进行的，由于海上测区大，连续作业时间长，所以对海洋重力仪的掉格、仪器格值的稳定性、电气检测部分的漂移和整机故障率均有很高的要求。海洋重力仪属于高精密仪器，如德国阿斯卡尼亚公司生产的Gss-2海洋重力仪，这种仪器的机械探头性能成熟稳定，具有很高的使用价值，但其控制系统已无法满足目前对海洋重力测量的需求，因此，对其控制系统进行改进，具有一定的现实意义。中国专利公报公开了一种海洋重力仪控制系统，专利号99245495.6，该专利的探头输出的重力偏差信号采用一个由610L构成的1000倍的模拟放大器，所使用的放大器采用非平衡方式，自整角机同步接收机采用步进电机的方式控制，AD数据采集采用插入微机内插槽的12位AD转换板，其不足之处在于，由610L构成的1000倍的模拟放大器易受干扰，所以加上了时间常数很大的阻容滤波电路，结果使得整个闭环控制时间常数太大，对海上的重力测量产生了重力值在航船方向上的位置偏移；非平衡方式的放大器使得其对微伏级的信号处理抗干扰能力差；采用步进电机的方式控制自整角机同步接收机，控制角误差较大，定位困难；由于AD转换板采用插入微机内插槽，使得其离本体比较远，干扰较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种数字海洋重力仪控制装置，该装置采用24位AD转换芯片直接处理重力偏差模拟信号，数字信号采用数字滤波，同步接收机用数字-自整角机转换器模块控制，装置与上位微机通讯采用RS232数字方式，结构简单，使用方便，精度高。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种数字海洋重力仪控制装置由本体和控制装置组成，本体输出的重力偏差信号直接送到24位A/D转换器，变为数字信号，并送到单片机进行数字滤波和比例积分(PI)运算，PI运算结果经单片机输送数字信号给数字-自整角机转换器，数字-自整角机转换器输出执行信号给自整角机，自整角机调节海洋重力仪摆杆系统，完成整个系统的闭环调节，同时参考电压经机械读数计数器和读数电位器输出比例电压经A/D转换器数字化后被单片机所采集，单片机通过RS232通讯接口与上位微机通讯。本专利技术的有益效果是结构简单，使用方便，精度高。附图说明图1为Gss-2仪本体结构示意图。图2为Gss-2仪改造后组成框图。其中M摆、G摆杆、m配重块、0支点、S支点弹簧、S1上侧弹簧、S2下测弹簧、V1、V2上下端光电池、L灯泡、R重力读出电位器、E执行电机、V合成输出电压、Vg下测弹簧位置电压、PI积分运算放大器、X重力显示；20本体、30控制装置、1重力变化信号、2摆杆机构、3光电捡侧电路、4机械读数计数器与读数电位器、5下测弹、6自整角机、7为24位多通道A/D转换器、8数字-自整角机转换器、9单片机、10为400Hz正弦波发生器、11 RS232通讯接口、12上位微机。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明。由图1可知，当摆M所受重力产生的转矩与支点弹簧S的扭矩平衡时，摆杆G保持在水平位置。此时分别位于摆M上下两端的光电池V1、V2，因接受灯泡L的照度相同，合成输出电压V为零，这便是重力仅的初始状态，在摆M和支点0之间，还安置有上测弹簧S1和下测弹簧S2，S1和S2的伸长和压缩均会产生作用于摆杆G的附加转矩。S1由人工调节，用作调整重力仪的测程；S2由重力仪闭环执行电机E调节，它的伸长或压缩代表着重力变化量。执行电机E在旋转S2的同时，也旋转重力读出电位器R，R的中心轴头位置则有不同的Vg(下测弹簧S2位置电压)输出。Vg乘上重力仪的格值系数则可得到重力变化。由图2可知，海洋重力仪由本体20和控制装置30两部分组成闭环自动调节系统。本体20包含摆杆机构2、光电检测电路3、下测弹簧5、自整角机6、机械读数计数器和读数电位器4。控制装置30由24位多通道A/D转换器7、数字-自整角机转换器8、单片机9、400Hz正弦波发生器10、RS232通讯接口11、上位微机12组成。重力变化信号1->摆杆机构2->光电检测电路3->24位多通道A/D转换器7->单片机9->数字-自整角机转换器8->自整角机6->下测弹簧5->摆杆机构2；400Hz正弦波发生器10->自整角机6->机械读数计数器和读数电位器4->24位多通道A/D转换器7->单片机9->RS232通讯接口11->上位微机12；400Hz正弦波发生器10->数字-自整角机转换器8。权利要求1.一种数字海洋重力仪控制装置，由本体(20)和控制装置(30)组成，其特征在于，控制装置(30)由24位多通道A/D转换器(7)、数字-自整角机转换器(8)、单片机(9)、400Hz正弦波发生器(10)、RS232通讯接口(11)、上位微机(12)组成，重力变化信号(1)->摆杆机构(2)->光电检测电路(3)->24位多通道A/D转换器(7)->单片机(9)->数字-自整角机转换器(8)->自整角机(6)->下测弹簧(5)->摆杆机构(2)；400Hz正弦波发生器(10)->自整角机(6)->机械读数计数器和读数电位器(4)->24位多通道A/D转换器(7)->单片机(9)->RS232通讯接口(11)->上位微机(12)；400Hz正弦波发生器(10)->数字-自整角机转换器(8)。全文摘要本专利技术公开了一种数字海洋重力仪控制装置，该装置由本体和控制装置组成，本体输出的重力偏差信号直接送到24位A/D转换器，变为数字信号，并送到单片机进行数字滤波和比例积分(PI)运算，PI运算结果经单片机输送数字信号给数字－自整角机转换器，数字－自整角机转换器输出执行信号给自整角机，自整角机调节海洋重力仪摆杆系统，完成整个系统的闭环调节，同时参考电压经机械读数计数器和读数电位器输出比例电压经A/D转换器数字化后被单片机所采集，单片机通过RS232通讯接口与上位微机通讯。本专利技术的优点是结构简单，使用方便，精度高。文档编号G01V7/00GK1512195SQ0215417公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日专利技术者薛怀平, 杜耘 申请人:中国科学院测量与地球物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛怀平，杜耘，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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