一种基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法。
【背景技术】
[0002]随着油田的开发逐渐进入到中后期，剩余油监测是各油田进行高产稳产的重要手段，能够透过钢质套管去测量油井周围地层电阻率的过套管电阻率测井仪是进行剩余油监测的主要仪器，过套管电阻率测井仪的主要测量原理是向套管和地层注入大电流，由于钢套管的电阻率相对于地层来说是很小的，大部分电流沿着套管流动，只有极少部分泄露到地层中，需要测量的信号是泄露电流在测量电极引起的电位差以及二次电位差。微弱信号测量一直是过套管电阻率测井仪的关键技术之一，其测量的精度以及准确度是影响测量结果的重要因素。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法，旨在解决现有的微弱信号检测方法存在额操作复杂，准确性低的问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法，所述基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法包括:
[0005]首先采集微弱的低频电压信号，采用具有一定放大倍数的仪表放大器放大低频电压信，将差分信号转换成既有一定幅度的单端信号进行处理，采用一个增益可调的高精度放大器，即程控增益放大器进行再次放大；
[0006]其次进行阻抗的变换，输出的信号进行模拟量到数字量的转换，用户来进行编程和进行配置；
[0007]最后按照设定的速度输出数字化的结果进行进一步的处理与传输。
[0008]进一步，所述基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法的检测装置包括:测量电极、模拟开关、信号放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、可编程逻辑电路、微控单元以及数字模拟转换器；所述测量电极、模拟开关、信号放大器、程控增益放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、可编程逻辑电路、微控单元以及数字模拟转换器依次电性连接；所述测量电极接入模拟开关；所述数字模拟转换器接入模拟开关。
[0009]进一步，所述测量电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极和第二电极并联接入模拟开关。
[0010]进一步，所述微弱信号检测仪还包括程控增益放大器，所述信号放大器通过程控增益放大器接入电压跟随器。
[0011 ] 进一步，所述信号放大器是仪表放大器或差分放大器。
[0012]进一步，所述模拟数字转换器的分辨率对应的转换位数不低于16位。
[0013]进一步，所述模拟数字转换器是能够转换负电压的模拟数字转换器。
[0014]进一步，所述滤波器是低通的数字滤波器。
[0015]进一步，所述微控单元是单片机或数字信号处理器。
[0016]本发明提供的基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法，测量误差小，能够测量浮动范围较宽的极微弱信号，测量误差小；测量精度高，在整个电路中没有模拟的滤波设备，减少信号畸变的可能以及出错的几率，测量精度高；可消除温度增加对仪器零点的影响；结构简单，使用方便。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例提供的基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]下面结合附图1及对本发明的工作过程作进一步描述。
[0020]如图1所示，本发明实施例的基于可编程逻辑电路的微弱信号检测方法包括以下步骤:
[0021]SlOl:采集到微弱的低频电压信号，采用具有一定放大倍数的仪表放大器放大低频电压信，将差分信号转换成既有一定幅度的单端信号进行处理，采用一个增益可调的高精度放大器，即程控增益放大器进行再次放大；
[0022]S102:进行阻抗的变换，输出的信号进行模拟量到数字量的转换，用户来进行编程和进行配置；
[0023]S103:最后按照设定的速度输出数字化的结果进行进一步的处理与传输。
[0024]本发明实施例的基于可编程逻辑电路的微弱信号检测装置包括:测量电极、模拟开关、信号放大器、程控增益放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、可编程逻辑电路、微控单元以及数字模拟转换器；
[0025]模拟开关、信号放大器、程控增益放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、可编程逻辑电路、微控单元以及数字模拟转换器依次电性连接；测量电极接入模拟开关；数字模拟转换器接入模拟开关。
[0026]测量电极包括第一电极以及第二电极，第一电极和第二电极并联接入模拟开关。模拟开关选择电极信号或者给定的校正信号两个信号中的一个进入到后级进行处理。
[0027]测量部分主要测量的是两个测量电极第一电极以及第二电极之间的差压，并将差压进行放大滤波等一系列处理，然后作为过套管电阻率测井仪的测量数据进行使用。
[0028]模拟开关，可以在外部输入信号以及装置给定的校正信号之间进行切换。
[0029]信号放大器可以是仪表放大器或者差分放大器，其特点为能够将输入的差分信号变换成单端信号并有一定的放大倍数且输入阻抗大、输出阻抗小，这样才能将输入的信号尽可能地传输到后级。
[0030]能程控增益的放大器，因为信号放大器已经将信号进行了一级放大，但是因为测量信号的大小对于不同的测量层段是不同的，为了能够得到对后级更好的采集信号，用一级可控增益放大器来对信号进行进一步的放大。
[0031]电压跟随器，是为了后级的阻抗匹配而设计的。
[0032]模拟数字转换器，由于过套管电阻率测井仪的计算式中，所有的变量都是按照数字量进行计算的，所以要对信号进行数字化处理，由于要求的精度较高，所以要