一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统及方法与流程

1.一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统，包括调理电路、交流电压采样电路、加热变压器副边输出电压调理电路和模拟数字转换电路，其特征在于：所述调理电路、加热变压器副边输出电压调理电路、交流电压采样电路均与模拟数字转换电路连接，并采用fpga结合智能神经单元pid自动控制程序，所述加热变压器副边输出电压调理电路采用fpga采样大功率加热变压器作为温度控制的计算参量，所述交流电压采样电路采用fpga采样油缸油量的油压信号作为压力控制参量。

2.如权利要求1所述的一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统，其特征在于：所述调理电路包括油压传感器、运算放大器ad11、运算放大器ad12、运算放大器ad33和运算放大器ad38，所述油压传感器的模拟信号输入端口连接有电阻r77和电阻r78并设定整个调理链路的输入阻抗为2kω，同时将油压传感器的模拟信号分压为0-2.5v范围内，所述r78连接运算放大器ad11的3脚作为正输入的平衡电阻，所述运算放大器ad11的2脚和8脚串联有电阻r72作为负反馈电阻，所述电阻r72并联电容c95将输入模拟信号的宽带限制在0-1khz,所述运算放大器ad12连接有电阻r73、电阻r74、电阻r75、电阻r76、电容c97和电容c96组成二阶有源低通滤波器并滤除输入模拟信号的高频噪声，所述运算放大器ad12的6脚连接有电阻r79和r329并将ad12的6脚输出信号分压为0-2.5v范围内输入到运算放大器ad33的3脚，所述运算放大器ad33的2脚连接有电阻r80作为负反馈电阻，所述运算放大器ad33的6脚输出连接有r81，所述运算放大器ad38连接有电阻r81、电阻r82、电阻r318、电阻r319组成单端差分放大电路并将运算放大器ad33的输出单端信号转换为差分信号，所述运算放大器ad 38的4脚和5脚连接有电阻r321、电阻r322和电容c98共同组成共模滤波电路并滤除掉运算放大器ad38的4脚和5脚输出的差分信号的高频共模噪声，所述电阻r321和电容c99、电阻r322、电容c100分别组成运算放大器ad38的4脚和5脚输出信号的差模滤波电路，并分别滤除运算放大器ad38的4脚输出信号和运算放大器ad38的5脚输出信号的高频差模噪声。

3.如权利要求1所述的一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统，其特征在于：所述交流电压采样电路包括运算放大器ad9和运算放大器ad10，所述运算放大器ad9的3脚连接有电阻r64和电阻r67并将输入的副边电压分为0-2.5vac范围，所述运算放大器ad9的2脚和6脚连接有电阻r61作为负反馈电阻，所述电阻r61并联有电容c81和运算放大器ad9组成一阶有源低通滤波器并滤除大功率加热变压器的副边电压的高频噪声，所述运算放大器ad10与电阻r63、电阻r62、电阻r65和电阻r66组成单端转差分信号电路，并将运算放大器ad9的6脚输出单端信号转换为模拟数字转换芯片所需的差分信号ad2_p和ad2_n，所述电阻r66和电阻r69、电容c82组成共模滤波电路，并滤除掉差分信号ad2_p和ad2_n的共模噪声，所述电阻r66和电容c83、电阻r69、电容c84组成差模滤波电路分别滤除信号ad2_p和ad2_n的差模噪声。

4.如权利要求1所述的一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统，其特征在于：所述加热变压器副边输出电压调理电路包括运算放大器ad31和运算放大器ad32，所述运算放大器ad31的3脚连接有电阻r309和电阻r313，并组成分压电路将变压器副边输出0~100a电流转换为0-1000v电压分压为0-2.5 v范围采样电压,所述运算放大器的2脚和6脚连接有电阻r71作为负反馈电阻，所述运算放大器ad 31的2脚和6脚并联有电容c85和电阻r71组成一阶有源低通滤波器并滤除采样电压的高频噪声，所述运算放大器ad32与电阻r307、电阻r308、电阻r310、电阻r311一起组成单端信号转差分信号电路，并将ad31的6脚输出单端信号转换为模拟数字转换芯片所需的差分信号ad3_p和ad3_n，所述运算放大器ad32的4脚和5脚连接有电阻r314、电阻315和电容c86组成共模滤波电路，并滤除差分信号ad3_p和ad3_n的共模噪声，所述电阻r314和电容c87、电阻r135、电容c88组成差模滤波电路，并滤除信号ad3_p和ad3_n的差模噪声。

5.如权利要求1所述的一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制系统，其特征在于：所述模拟数字转换电路包括模拟数字转换芯片ads1，所述模拟数字转换芯片ads1配置有10ksps采样速率，输入范围为-2.5v~2.5v，所述模拟数字转换芯片ads1的3脚和4脚连接调理电路的差分信号ad1_n和ad1_p，所述模拟数字转换芯片ads1的1脚和2脚连接加热变压器副边电压调理电路的差分信号ad1_n和ad1_p，所述模拟数字转换芯片ads1的64脚和63脚连接加热变压器副边电压调理电路的差分信号ad3_n和ad3_p，所述模拟数字转换芯片ads1的10脚连接有电阻r295，并上拉电源3.3v，所述模拟数字转换芯片ads1的32脚连接有电阻r297,并上拉电源3.3v，所述模拟数字转换芯片ads1的30脚和31脚连接有电阻r296并下拉接数字地，所述模拟数字转换芯片ads1的33脚-41脚统一上拉电阻r294至3.3v电源，所述模拟数字转换芯片ads1的6脚、43脚、54脚、57脚和58脚接模拟地，所述模拟数字转换芯片ads1的7脚、21脚、24脚和25脚接数字地，所述模拟数字转换芯片ads1的5脚、60脚、53脚、44脚接模拟电源，所述模拟数字转换芯片ads1的22脚和23脚接3.3v数字电源，所述模拟数字转换芯片ads1的26脚接1.8v串行总线接口电源，所述模拟数字转换芯片ads1的56脚外接有电容c114和电容c116滤波电容至模拟地。

6.一种高温高压下岩石原位物性测量加载装置的自动控制方法，其特征在于：所述控制方法应用于权利要求1中的装置，具体步骤如下：