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电法仪是用来测量电场的地球物理勘探仪器。目前，电法仪已经广泛应用于地下水勘探、地热能勘探、工程勘探和选址、环境勘探、堤坝病害诊断等众多工程勘察领域。随着人类对地下探测深度的增加，对电法仪也有了更高的要求，电法仪也朝着高精度，高灵敏度，智能化，多种测量方法等方向发展。
高密度电法包括时间域激发极化法和高密度直流电阻率法，时间域激发极化法因其操作的繁杂性而没有广泛使用，这里的高密度电法指的是高密度直流电组率法，简称高密度电法。高密度电法是在常规电法的基础上发展起来的，它将电测剖面法和电测深法结合在一起，在选定的测线剖面上按照选定的排列方式和电极距，能够快速完成多种排列和多个极距在观测剖面的多个测点上的电阻率观测。目前，国内外研制的这类仪器已经能够实现多通道、高精度的地电阻率观测，但是在仪器功耗、制造工艺、主机性能和测量方法等方面仍有待改进。因此，研制出高精度、低功耗、多测量方法的高密度电法仪在提高我国地球物理探测水平、推动我国物探仪器发展等方面有重要意义。
本论文在查阅国内外大量相关文献的基础上，深入研究了电阻率法的测量原理，高密度电法仪的工作原理、极化电位的软硬件补偿原理，并以此为基础，进行了大量的实验，并结合当前最新的电子技术和方法技术，最后设计并制作出了高密度电法仪样机。该样机在测量精度方面，从A/D采集精度、极化电位硬件补偿和软件补偿三个方面着手，成功的实现了电阻率的高精度测量。为了实现野外阳光下清楚的显示各种参数、曲线等目的，选用了高性能LCD屏。围绕高性能仪器，仪器采用了SD卡和USB两种存储接口，用户可以选择SD卡或者USB作为主存储器；在主控制器方面，系统采用了当前的主流控制器ARM，扩展了网络接口，改善仪器主机性能的同时进一步降低主机功耗。针对野外用、电池供电的仪器，论文对整机的电源电路、电源效率等进行了设计，以实现低功耗。
论文首先介绍了高密度电阻率法的工作原理和工作方法，然后结合仪器要实现的功能给出了仪器硬件设计的整体框图，接着论文对各功能模块的硬件设计和软件设计给出了详细的介绍。仪器硬件设计主要分采集卡、控制系统、存储设备、通讯接口、输入和输出设备六部分介绍。采集卡电路主要包括前置放大电路、低通滤波和50Hz陷波电路、二级放大和多路转换电路、A/D采集电路、实时极化补偿电路、高压产生及发射电路；控制系统主要包括主控制器、复位电路、程序存储电路和调试接口电路;存储设备接口电路主要设计了SD卡和USB两种接口，用户可以选择其中的任一的存储方式；输入设备采用4线电阻式触摸屏，使用户操作更直观、简单、方便；输出设备采用了野外专用单色大屏幕LCD(分辨率为640×480)，能够在阳光下清楚的显示电池电压、采集的电压和电流、电阻率以及电阻率变化曲线，另外，仪器还设计了友好的中文菜单，方便用户操作；通讯接口电路设计了RS232和网络接口两种接口，既能够与老式的仪器保持兼容，也为数据高速传输和远程控制提供了硬件支持。软件部分先介绍了系统的开发环境(ADS1.2)和调试工具，随后给出了主机程序层次结构图和系统流程图，接着介绍了各功能模块的驱动程序，主要包括触摸屏驱动程序、串口驱动程序、LCD驱动程序、SD卡和USB接口驱动程序,最后着重介绍了电阻率测量程序。
在论文的最后，对电路各功能模块进行了测试，并对测试结果做了分析，得到满足预期要求的结论。最后对本设计中的成果和不足进行了总结，并对进一步的工作提出了一些建议。