SU1084430A1 - Преобразователь зенитного угла - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛЯ, содержащий датчик угла, включающий кольцевую полость, на внутренних стенках которой установлены электроды, заполненную двум  несмещивающимис  жидкост ми, одна из которых электропровод ща , а друга  - диэлектрик, и измерительный узел, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, он снабжен мультиплексором, RS-триггером, генератором тактовых импульсов, делителем частоты на два, двум  логическими элементами 2-2И-ИЛИ и двум  счетчиками, причем выходы электродов подключены к информационным входам мультиплексора, инвертирующий выход которого подключен к R-входу RS-триггера и четвертым входам логических элементов, выход RS-триггера соединен с первыми входами логических элементов, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым и третьим входами первого логического элемента, с вторым входом второго логического элемента и с входом делител  частоты на два, выход последнего подключен к третьему входу второго логического элемента, а выходы логических элементов подключены к счетным входам счетчиков, R-входы которых соединены с S-входами RS-триггера и подключены к управл ющему входу всей схемы, а выход первого счетчика подключен к управл ющему входу мультиплексора. S (Л 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что каждый электрод выполнен в виде витка с выводом, все электроды уложены виток к витку и электрически св заны только через электропровод щую жидкость, к которой подведен Плюс, с источнииком питани . СХ) со

Description

Изобретение относитс  к бурению промысловых и геологоразведочных скважин и может быть использовано в составе инклинометрической аппаратуры при определении пространственного положени  траектории скважины. Известно устройство дл  измерени  зенитного угла, содержащее измерительную цепь с электродами, которые расположены внутри тороидальной полости, заполненной двум  несмешиваюпдимис  жидкост ми с разной диэлектрической проницаемостью 1. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерений, обусловленна  изменением диэлектрических свойств жидкостей при вариаци х температуры в скважине. Кроме того, дл  обеспечени  передачи информации без искажений по каналу св зи (либо записи в пам ть при автономном варианте), а также дл  сопр жени  с вычислителем наземной части или ЭВМ автоматизированной системы управлени  бурением в данном устройстве необходимо аналого-цифровое преобразование информации . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь зенитного угла, содержащий датчик угла, включающий кольцевую полость, на внутренних стенках которой установлены электроды, заполненную двум  несмещивающимис  жидкост ми, одна из которых электропровод ща , друга  - диэлектрик, и измерительный узел 2. К недостаткам преобразовател  относитс  низка  точность измерени , обусловленна  погрещностью преобразовани  емкости электродов в электрический сигнал или форму, удобную дл  передачи и обработки информации, например, цифровой код. Кроме того, аналого-цифровое преобразование необходимо дл  сопр жени  прототипа с ЭВМ наземной части аппаратуры. Цель изобретени  - повыщение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь зенитного угла, содержащий датчик угла, включающий кольцевую полость, на внутренних стенках которой установлены электроды, заполненную двум  несмещивающимис  жидкост ми, одна из которых электропровод ща , а друга  - диэлектрик, и измерительный узел, снабжен мультиплексором, RS-триггером, генератором тактовых импульсов, делителем частоты на два, двум  логическими элементами 22И-ИЛИ и двум  счетчиками, причем выходы электродов подключены к информационным входам мультиплексора, инвертирующий выход которого подключен к R-входу RS-триггера и четвертым входам логических элементов, выход RS-триггера подключен к первым входам логических элементов, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым и третьим входами первого логического элемента, с вторым входом второго 10 0 логического элемента и с входом делител  частоты на два, выход последнего подключен на третий вход второго логического элемента , а выходы логических элементов подключены к счетным входам счетчиков, R-входы которых соединены с S-входом RS-триггера и подключены к управл юцдему входу всей схемы, а выход первого счетчика подключен на управл ющий вход мультиплексора. При этом каждый электрод выполнен в виде витка с выводом, все электроды уложены виток к витку и электрически св заны только через электропровод щую жидкость, к которой подведен «Плюс, с источником питани . Па фиг. 1 приведена функциональна  схема преобразовател  зенитного угла; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь зенитного угла содержит кольцевую полость 1, заполненную двум  несмещивающимис  жидкост ми, одна из которых 2 электропровод ща , а втора  3 - диэлектрик, электроды 4, установленные на внутренних стенках кольцевой полости 1, и электрод 5, мультиплексор б, RS-триггер 7, генератор тактовых импульсов 8, делитель 9 частоты на два, логические элементы 2-2П Ю И и счетчики 12 и 13, причем каждый электрод выполнен в виде витка с выводом, все электроды уложены виток к витку и электрически св заны только через электропровод щую жидкость 2. Па фиг; 2й показан импульс «Начало измерени , на фиг. 26 - импульсы тактовой частоты генератора 8; на фиг. 2в - временна  диаграмма работы мультиплексора 6; на фиг. 2г - диаграмма выхода триггера 7; на фиг. 2(3 - диаграмма входа первого счетчика 12; на фиг. 2е - диаграмма входа счетчика 13. В исходном состо нии tfl триггер 7 и счетчики 12 и 13 установлены в нулевом положении. При подаче импульса «Начало измерени  в момент времени ti (фиг. 2а) на S-входе триггера 7, на первом входе логического элемента 10 устанавливаетс  уровень логической единицы (фиг. 2г), и на счетный вход С счетчика 12 через второй вход элемента 10 поступают импульсы тактовой частоты (фиг. 2д). Одновременно на первом входе второго логического элемента 11 устанавливаетс  уровень логической единицы и на счетный вход второго счетчика 13 через второй вход логического элемента 11 поступают импульсы тактовой частоты . При этом на выходах счетчиков формируютс  коды, соответствующие числу поступивщих на их входы импульсов. Счетчик 12 формирует адресный код опроса, который управл ет работой мультиплексора 6, и с приходом первого тактового импульса на вход счетчика 12 мультиплексор 6 начинает последовательный опрос сигналов с электродов 4, начина  с первого. При этом код на входе счетчика 13 соответствует числу опрошенных электродов 4, наход щихс  в одном плече электропровод щей жидкости. В момент времени tj, соответствующий тому, что на i-OM входе мультиплексора 6 по вл етс  уровень логического нул ,.т.е. в момент опроса i-ro электрода с учетом того , что (i-1)-й электрод находилс  в электропровод щей жидкости, а i-й - в диэлектрике , на выходе мультиплексора 6 устанавливаетс  уровень логической единицы I--л-,-- , ( фиг. 2e). При этом на выходе триггера 7 устанавливаетс  уровень логического нул , а на четвертых входах логических элементов 10 и И - уровень логической единицы . На С-й вход счетчика 12 через третий вход логического элемента 10 продолжают г 1-1------.-- « поступать импульсы тактовой частоты, а на вход С счетчика 13 через третий вход логического элемента 11 поступают импульсы с выхода делител  9 частотой f,/2. В момент времени tj, соответствующий тому, что на п-м входе мультиплексора 6 вновь по вл етс  уровень логической единицы (т.е. в момент опроса п-го электрода с учетом того, что (п-1) электрод находилс  в диэлектрике, а п-й в электропровод щей жидкости), на выходе мультиплексора 6 устанавливаетс  уровень логического нул . При этом прекращаетс  поступление импульсов на входы счетчиков 12 и 13 и на выходе счетчика 13 окончательно сформировываетс  код, соответствующий зенитному углу где N - число электродов, наход щихс  в электропровод щей жидкости одного плеча; №- число, электродов, наход щихс  в диэлектрике . С приходом следующего импульса «На-kjJT , v l vy fl LM it Ч t) . чало измерени  на S-вход триггера 7 обнул ютс  счетчики 12 и 13, и весь цикл измерени  повтор етс . Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть зенитный угол и представл ть его непосредственно в цифровом виV , ж ъл -гчжгл i и .к V/ ii V-ll ,V LJ U,rlkl L kj D J IVl D П де без аналого-цифрового преобразовател , Данный цифровой преобразователь зенитного угла обладает более высокой точностью измерени , что обусловлено тем, что на формирование цифрового кода зенитного угла практически не вли ют дестабилизирующие факторы, кроме того, дл  получени  кода зенитного угла не требуетс  аналого-цифровой преобразователь, Так, при внещнем диаметре кольцевой полости 40 мм, а диаметре провода электрола 0,1 мм разрещающа  способность и точность составл ют ±20.

Рй-г. 7

JiuJUJium

to tit2t

фиг. 2

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛЯ, содержащий датчик угла, включающий кольцевую полость, на внутренних стенках которой установлены электроды, заполненную двумя несмешивающимися жидкостями, одна из которых электропроводящая, а другая — диэлектрик, и измерительный узел, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен мультиплексором, RS-триггером, генератором тактовых импульсов, делителем частоты на два, двумя логическими элементами 2-2И-ИЛИ и двумя счетчиками, причем выходы электродов подключены к инфор- мационным входам мультиплексора, инвертирующий выход которого подключен к R-входу RS-триггера и четвертым входам логических элементов, выход RS-триггера соединен с первыми входами логических элементов, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым и третьим входами первого логического элемента, с вторым входом второго логического элемента и с входом делителя частоты на два, выход последнего подключен к третьему входу второго логического элемента, а выходы логических элементов подключены к счетным входам счетчиков, R-входы которых соединены с S-входами RS-триггера и подключены к управляющему входу всей схемы, а выход первого счетчика подключен к управляющему входу мультиплексора. §

2. Преобразователь по π. 1, отличающий- К ся тем, что каждый электрод выполнен в ви- |де витка с выводом, все электроды уложены виток к витку и электрически связаны только через электропроводящую жидкость, к ~ которой подведен Плюс, с источнииком питания.