【正文】 ，提高系統(tǒng)可靠性的作用。在沒有專門的串行擴展總線時，只能通過并行總線擴展外圍器件。 系統(tǒng)總線選擇 90年代，單片機（MCU——Micro controller Unit）及其外圍器件技術(shù)有了驚人的發(fā)展，新一代單片機的出現(xiàn)，使人們可以按對象需要選擇合適的單片機；單片機的內(nèi)外串行總線大大地簡化了單機、多機與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。為了測量并下溫度，并考慮到系統(tǒng)小型化，這里選用帶有時鐘功能的溫度傳感器DS1629，其在30—+125℃的溫度范圍內(nèi)，其測量精度高達177。KELLER公司作為歐洲著名的壓阻式傳感器生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品具有體積小，重量輕，精度高，靈敏度高、穩(wěn)定性好、一體化結(jié)構(gòu)等特點。2） 石英晶體傳感器：石英晶體傳感器的相對精度很高，%，%；℃，℃.但是石英晶體傳感器的體積相對很大，鑒于本次設(shè)計的要求，最終選擇體積小，精度較高的模擬傳感器。1） 模擬傳感器：%~%，~℃.可見要想提高測量精度，就必須選擇精度高的壓力傳感器。 溫度傳感器 單元壓力傳感器 單元CPU 數(shù)據(jù)放大轉(zhuǎn)換單元 時鐘單元 電源單元 數(shù)據(jù)儲存 單元 圖 由前述可知：有待測量的物理量有溫度、壓力兩種。當存滿數(shù)據(jù)存儲器時，系統(tǒng)只進行采集，但不再對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲。使用時，系統(tǒng)便在CPU的控制下，按照預(yù)先設(shè)置的工作表進行定時采樣，并將采集到的壓力、溫度數(shù)據(jù)保存在存儲器中。對于數(shù)據(jù)壓縮，應(yīng)該注意的事項是，壓縮時間應(yīng)該不大，以免影響數(shù)據(jù)的采集。因為存儲器也必須耐高溫，所以如果采用前者則價格極其昂貴，如果采用后者則難免要增大功耗，影響井下的工作時間。本次設(shè)計中所用到的器件均選用功耗低的軍品元件。這要求系統(tǒng)的元器件要有耐高溫的特性。為了延長儀器的一次下井時間，應(yīng)該在采用同類小功耗元件的前提下盡可能的減少元件個數(shù)，并且還應(yīng)該尋找進一步省電的方法。因為是在井下幾千米進行測量，沒有辦法利用地面電源對壓力計供電，只能采用電池供電。 本次設(shè)計的堵塞器型壓力計的大多數(shù)指標都已經(jīng)趕上或者超過國際水平。3） 存儲量大，也就是說利用這臺儀器一次可以測量取得更多的數(shù)據(jù)。 本課題的方案確定和要完成的工作 對本課題所提出的技術(shù)指標有如下幾項：壓力量程： 0—75Mpa壓力精度： %FS壓力分辨率： %FS溫度量程： 30—+125度溫度精度： 溫度分辨率： 最大存儲容量： 80000點 井下工作時間： 半年以上 外徑： 15mm 長度： 200mm 從以上指標比較來看，我們所設(shè)計的這臺高精度壓力計同國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比有著以下幾方面優(yōu)點：1） 壓力精度高。 生產(chǎn) 廠家 斯坦微電子研究所 北京金時石石油測試技術(shù)有限公司北京雙福星科技有限公 司大慶大名新技術(shù)開發(fā)公司大慶市儀星有限公司壓力量程（Mpa）0—500—300—450—300—30壓力分辨率（%FS）壓力精度（%FS）溫度量程（℃）10—+12540—+12020—+1200—+8030—+120溫度精度（℃）11溫度分辨率（℃）存儲容量（點）300012000160001360014272井下工作時間（天）90180120180150 國內(nèi)外常見大直徑壓力測量儀性能指標參照表 由上可見：一般壓力計，其精度只能達到千分之一左右；而且一般只能耐到120度高溫，我們知道隨著井的深度增加，井下的溫度也在增加，所以這種耐溫度就限制了被測井的深度；一般的測壓計的容量也不是很大，只能達到2—5萬組數(shù)據(jù)，更有甚者只有幾千組，因為井下數(shù)據(jù)的數(shù)量越多對被測井的特性分析也就月充分；存儲量不大，也就意味著不會掌握很多的井下壓力數(shù)據(jù)，很大的限制了不穩(wěn)定試井的使用范圍；而且，大多數(shù)壓力計的溫度測量不精確，現(xiàn)在國際通用的壓力計都要求精確的溫度測量，這是因為被測井下壓力同當時的井下溫度有關(guān)，測得的壓力數(shù)據(jù)要根據(jù)以溫度擬合成的數(shù)據(jù)為系數(shù)的方程來得到正確的壓力真值，如果溫度值不準，則壓力值也不會準確。這套儀器配套于偏心配水器，測試工藝完全依照分層配水及測試工藝進行。目前此類小直徑壓力計在國外已經(jīng)問世，但是價格昂貴，而且井下工作時間較短；國內(nèi)同類產(chǎn)品較少，而且在測量精度、功耗、存儲容量方面不盡人意。其大多有著壓力量程大、精度高、存儲量大、采樣速度快等優(yōu)點，而國內(nèi)的井下測壓技術(shù)還不十分先進。以前，不穩(wěn)定試井方法受到許多限制，其中最重要的一方面就是缺少精確的壓力數(shù)據(jù)，而無法進行確切的分析。從不穩(wěn)定試井獲得的實驗資料包括井筒體積，地層壓力，滲透率，孔隙度，儲量和其它有關(guān)數(shù)據(jù)。不穩(wěn)定試井方法的主要過程由兩部分組成：一部分是在井底造成壓力改變，另一部分是測量壓力改變隨時間的變化。這些資料大都是通過不穩(wěn)定試井得到的。所以我國一直對油藏工程給予極高的重視。最后，以本壓力計為例，給出了軟件容錯的一些實際應(yīng)用。 為了提高系統(tǒng)的魯棒性，我們在本壓力計的硬件及軟件設(shè)計上都對容錯性給予了極高的重視。只有對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合回歸，才能得到真實的壓力、溫度值。首先，在本章開頭我們給出了測井數(shù)據(jù)采集部分、DS1629報警部分、數(shù)據(jù)存儲部分及I2C總線部分的程序流程圖，最后給出了主流程圖。學 號: 0103070110 吉林農(nóng)業(yè)大學發(fā)展學院畢業(yè)設(shè)計（論文）微型堵塞器型壓力計的設(shè)計學 院:電子信息工程學院專 業(yè):測控技術(shù)與儀器 班 級:一班 姓 名:劉海龍 指導教師:吳旭云 微型堵塞器型壓力計的設(shè)計[摘要]首先介紹了壓力計的用途，并將我們設(shè)計的壓力計同國內(nèi)外使用較多的壓力計做了性能比較；然后，概述性的介紹了壓力計的工作原理；并對壓力計的總線選擇、電數(shù)據(jù)壓縮做了概念性介紹。并且對壓力計的測量部分，計算部分，時間控制部分，電源控制部分，存儲器部分的原理做了詳細的闡述 其次詳細論述了本壓力計的下位機軟件各組成部分。 再次詳細論述了數(shù)據(jù)擬合回歸公式的基本原理，并給出了如何用擬合好的公式計算壓力，溫度值。數(shù)據(jù)擬合公式中系數(shù)的選擇將對溫度、壓力值的精確度有極大的影響。在本章中，闡述了軟件容錯的基本概念、基本原理、基本方法、以及模型設(shè)定。[關(guān)鍵字] 石油 壓力計 溫度計The miniature stops the design of a pressure gauge of machine[Abstract] firstly,it introduces the use of manomerer,and it also pares the function the manometer of our design with the most used ones both here and ,it introduces the operational principle of manomerer in general,and it also gives us a conceptual introduction for the main line choice and data paction.,it expatiates the the principal of detecting unit,putingtime,time control,power control ,memorizer.it discusses in particular the every part of the down machine firstly shows the collection of well logging data,DS1629 alarm system,data storage and program flow picture of I2C main line,then it shows the main program flow picture.It expatiates the basic principle of data fitting’s regression formula,and it shows that how to use regression formula to calculate the press and if we use regression formula in collectiong date,we can get correct press and coefficient of data fitting’s regression formula will have a great influence for the precision of press and tempreture.In order to improve the robustness of the system,we pay great attention to the fault tolerance of hardware and software of this this Chapter,it states many aspects of of fault tolerance,such as ,basic meaning,basicprinciple,basic method,and model ,using this manometer as an example,it shows the practical application of software fault tolerance.[Keywords] Petroleum Pressure gauge Thermometer目 錄第1章 緒論 6 井下壓力、溫度測量儀的研究概況 6 本課題的方案確定和要完成的工作 7 總體設(shè)計方案 8 系統(tǒng)工作原理 8 9 系統(tǒng)總線選擇 10 要完成的工作 12 12第2章 系統(tǒng)硬件 13 硬件組成 13 工作原理 17 17 溫度測量部分 18 電源控制部分 18 存儲部位 19 定時控制部分 19 本章小結(jié) 19第3章 系統(tǒng)軟件 20 測井數(shù)據(jù)采集部分 20 時鐘控制部分 20 數(shù)據(jù)存儲部分 23 I2C總線部分 25 I2C總線的基本原理 25 29 本章小結(jié) 32第4章 數(shù)據(jù)回歸 33 數(shù)據(jù)回歸概述 33 擬合算法推導 34 參數(shù)應(yīng)用及實驗結(jié)果 36 36 36 本章小結(jié) 37第5章 軟件容錯 38 軟件容錯的定義與分類 38 時間容錯 38 信息容錯 39 軟失效運行 39 軟件容錯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹 39 N版本程序結(jié)構(gòu) 39 恢復(fù)模擬塊法 40（robustness） 41 應(yīng)用 41