LCR-D型重力仪具有高精度、高稳定性等优点,达到微伽级分辨率,在重力勘探、地面重力场测量以及工程地质勘查等领域中发挥着广泛的作用。但是,受观测方式的限制,仅运用于野外流动观测,通过手动调节、重复观测的方式获取重力资料,无法得到高采样率的实时数字化记录,因而不能用于重力台站观测。对LCR-D进行数字化改造,使其具备台站观测功能,则可用于地壳形变监测、天然地震预报、地下水位监测、重力固体潮观测等新领域,具有广泛推广价值。　　 LCR-D重力仪具有优于±5×10-8ms-2动态观测精度,分辨率达到1×104ms-2,传统的观测方式是采用零点读数法,即通过手工调整与主弹簧相连接的精密位移检测装置,达到用弹力对重力进行补偿的目的,记录测微器读数的改变量换算重力变化值。这种读数方法需要观测人员手动调节测微器并抄写读数,其观测精度及效率对观测者的技能依赖程度很高,无法实现较高采样率的实时记录。　　 中国地震局地震研究所利用具有线性静电反馈重力补偿系统功能的LCR-G型重力仪进行了技术改造,通过电路设计实现了自动测读重力仪摆锤处于水平零点位置时的静电反馈电压,并根据标定得到的线性系数进行换算而获得重力值,精度约1×10-8ms-2,达到台站观测要求。但国内多数LCR重力仪的内部并不具备线性静电反馈系统,故这一成果难以在更多仪器上推广使用。　　 绝大多数LCR重力仪都同时具备光学和电容电桥两套测读装置,通过观察摆锤位置或电桥输出电压,实验证明,电容电桥的输出电压至少在1×104ms-2测量范围内的变化与重力值的变化之间呈很好的线性关系。因此,本文在对电容电桥的输出特性进行了充分研究的基础上,提出对电桥输出端电压进行测量,并通过对该电压值与重力变化关系的精确标定及相关电路和软件设计,实现LCR-D重力仪连续观测、实时图形显示、自动记录和存储数据等功能,以达到其台站观测改造目的。这种改造方案与地震研究所利用静电反馈系统对LCR-G型重力仪的改造是完全不同的,便于在绝大多数LCR重力仪上进行运用,包括LCR-G。　　 近年来,以计算机、电子和网络技术发展为基础形成的嵌入式测控系统,以其功耗低、体积小、专用性强等优势,已广泛应用于工业控制、移动通讯等诸领域。LCR-D重力仪连续观测系统的设计,采用三星公司的高性能32位、并具有ARM9内核的S3C2440微处理器,为控制、处理、数据传输的硬件核心,提高了整个硬件系统的数据处理能力、控制的灵活性以及抗干扰能力,并降低了系统功耗。采用嵌入式Linux为操作系统,提高了系统的软件可移植性、易定制性、高效性和稳定性。　　 在ADS集成开发环境下,采用AD公司推出的一款适合低频测量应用的完全模拟前端高分辨率∑-△型A/D设计的ADC数据采集模块,保证了系统的精度,减小了系统数据总线的负载及电路体积和功耗；GPS-OEM板的应用所获得的时间、定位等信息,可保证重力数据采集时间的精确性,及多台重力仪联网观测的同步。该处设计中,GPS信息经串口输出,利用RS232标准实现了GPS接收机与S3C2440微处理器之间的传输,在Linux环境下进行串口设置,编写了GPS接收程序,通过超级终端监测串口接收到的信息。本系统具备了精度和稳定度高、制作成本低、使用方便等优势,实现了LCR-D型重力仪进行连续重力观测、记录等功能,拓展了该类仪器的应用领域。　　 论文首先介绍了LCR-D重力仪原理,并通过实验验证了电容电桥输出电压与重力值变化之间的线性关系,论证了系统设计的可行性；在对电桥输出电压的动态范围进行了研究和标定的基础上,阐述了基于ARM和嵌入式Linux的数据采集系统的软硬件设计方案。其中,硬件部分主要由mini2440开发板平台、A/D模块设计、电源电路、GPS授时系统等组成,软件部分由嵌入式Linux系统软件层和应用软件模块组成。　　 系统制作完成后,对低通滤波电路、GPS-OEM信息接收等关键模块的性能进行了测试,整机与CG-5重力仪进行了连续观测对比；结果表明二者的一致性较理想。经过较长时间的实验观测,积累了重力场时变数据记录,并捕获到了一些来自周边国家、地区的地震信息,说明本系统设计达到了预期目标。