压电换能器是声波测井仪器的关键部件,用于发射和接受声波信号。在测井仪器中,压电换能器通常是配对使用的。试验表明,只有当配对使用的压电换能器具有相同的谐振频率和频带宽度时,在相同条件下接收到的波形才具有较高的一致性。大量的实践也证实了,测井仪器中换能器的一致性好坏直接决定着测井是否成功。根据实际测量指标的要求,本文设计了基于ARM控制器和高速模数转换器的新一代的数字式压电陶瓷换能器导纳圆测量系统,专门用于测量换能器的特征参数,从而挑选出一致性较好的换能器。本系统硬件部分的设计思路是:通过控制器LPC2146控制采用DDS技术的正弦信号发生器——AD9850产生需要频率的正弦信号,由高速模数转换器ADS2806对两路正弦信号进行转换,再由控制器完成对转换数据的采集和USB传输,最后在上位机中实现对采集到的数据的处理,得到换能器的导纳随频率的变化曲线,并最终确定其各个参数。本系统的软件部分主要包括测量系统软件和数据处理软件。测量系统软件是用C++语言实现的,主要实现用户对测试数据的初始化,以及系统对数据的采集、传输和保存;数据处理软件是用MATLAB实现的,采用数字相关、快速傅里叶变换和正弦曲线参数拟合三种不同的方法来实现对数据处理,得到换能器的特征参数。对比试验结果表明:本系统相对模拟导纳圆测量仪,具有测量范围大、精度高、稳定性高和灵活性大的优点;相对于国外昂贵的阻抗分析仪,具有针对性强、价格低廉的优点;相对于已有的数字式导纳圆测量仪,具有测量范围更大、精度更高、测试方便、成本更低的优点。