在模拟核电高温高压水环境的高压釜中测试核电结构材料环境致裂裂纹扩展速率是核电重要结构选材和安全评价的重要工作之一。由于高压釜中特殊环境制约,实时监测实验过程中裂纹扩展速率的手段相对较少,直流电位降法(Direct Current Potential Drop method,DCPD)是其中应用最广泛和最重要的方法之一。长期以来鉴于DCPD法的裂纹扩展监测依赖进口仪器且价格昂贵,采取自主设计裂纹扩展速率监测系统,以直流电位降法为基础,结合微弱信号放大与抗干扰技术,本研究开展了基于DCPD方法的高压釜环境下裂纹扩展速率实时监测仪的集成化、国产化研究,完成的主要工作及取得的成果如下:(1)根据直流电位降技术的基本原理和应用现状分析,确定了影响裂纹扩展速率监测精度的主要因素,进行了基于翻转直流电位降技术的裂纹扩展速率实时监测系统方案设计,以及硬件模块选型、电路设计等工作,搭建并逐步完善了监测系统实验平台。(2)设计了基于STM32的下位机嵌入式系统与上位机软件Labwindows/cvi搭建裂纹监测系统。完成了下位机的电路硬件设计,包括基于STM32F4最小系统电路、供电电路、微弱信号检测电路、通讯电路、信号源辅助电路等。同时,使用Keil MDK平台编写基于UCOSⅢ多任务实时操作系统的应用代码、采用Labwindows/cvi虚拟仪器开发平台完成上位机软件开发、实现了上位机对测试系统的控制等软件设计和开发工作。(3)基于进口通用仪器测得数据、数值模拟实验结果与本文研制监测系统测得数据,研究制定了合理的干扰抑制技术,并利用数字滤波技术进行了仪器性能优化,提高了仪器的可靠性与准确度。(4)研制完成了基于翻转直流电位降技术的裂纹扩展速率实时监测仪,并进行了实验室标定测试,测试精度可达到微伏级,对于0.5T-CT试样,裂纹监测分辨率可达0.1mm,满足裂纹监测仪器的测试需求。