Способ обработки выходных сигналов синусно-косинусных преобразователей при инклинометрических измерениях

Способ обработки выходных сигналов синусно-косинусных преобразователей при инклинометрических измерениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к построению инклинометров . Цель изобретения - повышение эффективности и увеличение точности за счет более точного определения поправки. Для этого в выходной сигнал вводится попра.вка, компенсирующая погрешность преобразователя . Последнюю формируют путем измерения отношения выходных сигналов синусо-косинусных преобразователей при двух углах, кратных 45°. Абсолютная разность между углами 90°. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я2„„1693237 Al (sa)s Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .."

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744258/03 (22) 29.09,89 (46) 23.11,91. Бюл. М 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) Н,П. Рогатых и Л,А, Куклина (53) 622,243;29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 964119, кл, Е 21 В 47/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1300146, кл, Е 21 В 47/02,1985. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВЫХОДНЫХ

СИГНАЛОВ СИНУСНО-КОСИНУСНЫХ

ctg деизм = С ctg Ч + С2, ctg Ч4з = C1 ctg Ч + С2

Изобретение относится к промысловой геофизике; в частности к построению инклинометров, и может быть использовано в инклинометрических преобразователях, выполненных на базе синусно-косинусных первичных преобразователей (СКП) для по-, вышения точности измерений, Целью изобретения является повышение эффективности и точности за счет более точного определения поправки, На чертеже дана схема, поясняющая предлагаемый способ, Способ осуществляют в следующей последовательности операций.

В диапазоне измерения выбирают два значения поворота чувствительного элемента СКП Ч и Ч, которые кратны 45 и разность между которыми составляет 90 .

Путем поворота чувствительного элемента

СКП устанавливают первый угол × и производят измерение отношения сигналов

СКП 0с/О Ч, Поскольку с выхода устройства, выполненного на базе СКП, как правиПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ (57) Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к построению инклинометров. Цель изобретения — повышение эффективности и увеличение точности за счет более точного определения поправки.

Для этого в выходной сигнал вводится поправка, компенсирующая погрешность преобразователя. Последнюю формируют путем измерения отношения выходных сигналов синусо-косинусных преобразователей при двух углах, кратных 45, Абсолютная разность между углами 90, 1 ил. ло снимается значение угла Ч з, которое представляет собой преобразованное

I» измеренное значение угла Ч и определяется отношением сигналов СКП как

Uс -

Ч изм = агсщ — т), то для измерения укаUs О занного отношения целесообразно использовать все устройство в целом, а . само отношение сигналов выразить через соотUс ветствующий угол — (Ч ) = Ctg%<>< . Ус- (U танавливают второй угол Ч и аналогично производят измерение соотношения сигналов СКП Uc/ Us (Ч ) — Ctg Ч изм °

° ююВ

Используя результаты измерений, определяют постоянные коэффициенты С1, Сг, для чего составляют уравнения

1693237 и находят их решение, 0с с19 Ч изм = — (Ч ) =

Us (6) Kñ

10 Ks

COS j3+ — З!пP..

Кз

Ctg тизм = — т " =

С1 и.

s ctg ц С ц

Ос С2 0з (3) Пример. Берут датчик, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор 1 и четыре резистора 2 — 5, из ко20 торых резистор 2 подключен к косинусной обмотке трансформатора 1, а резисторы 3 — 5 соединены последовательно и подключены к синусной обмотке трансформатора, Роторная обмотка трансформатора соединя. ется с выходом генератора возбуждения, а выход косинусной обмотки и выводы соединений резисторов 3 — 5 подключаются к входам преобразователя сигналов датчика.

Действующие значения напряжений на сигнальных обмотках трансформатора 1 приводят к виду

= — cos P + — sing ..

Kñ Кс

Ks Кз (7) U, К Um mзin

Uc = Kc Um cos (Ч вЂ” P), 35 (4) где Кз, Kc — коэффициенты трансформации по синусной и косинусной обмоткам;

Um — напряжение генератора, питающе- 40 го трансформатор;

V — угол поворота чувствительного элемента, в данном случае ротора трансформатора.

В связи с этим статическая характеристика трансформатора как датчика угла име, ет следующее выражение

R4+R5 =С

R3 + R4 + R5

R3+R4+R5

= С2. (10) с

V„зм = агсщ — =

50 (5) R3+ R4+ R5 = R2.

С1=

Ctg Чизм Ctg Чизм

Ctg Ч вЂ” ctg Ч

Ctg Ч Ctg Чизм Ctg Ч Ctg Ч.изм

С2

ctg Ч вЂ” СЩ Ч

В процессе измерения текущих значений угловых перемещений обработку выходящих сигналов СКП производят по алгоритму

=arctg (К sin% К, cos (V-P)).

Поскольку Ks/Кс 1 и p 0; то, Чизм < V, и датчик имеет систематическую погрешность, Для компенсации погрешности используют предлагаемый способ. Выбирают два угла Ч --45 иЧ =45,удовлетворяющих условиям способа, Посредством поворота ротора трансформатора устанавливают первый угол и измеряют отношение напряжений на сигнальных обмотках

Далее устанавливают второй угол и также измеряют отношение напряжений

Подставляют результаты измерений в формулы (2) и определяют коэффициенты, необходимые для компенсации погрешности

Кс Кс

С1 = — совр, C2 = sinp. (8)

Кз Кз

Подставляют величины (4) и (8) в (3). В этом случае Чгизм совпадает с V, т.е, погрешность отсутствует:

Кз — cosP sin P

"с

Кз зизм =arctg

Кс cos (Ч -P) — — Ks sin Ч sin P

Кс

Кз

= а٠—,р —— V. апЧ

ШЬ (9)

Для реализации способа в схеме датчика используют резисторы. Сопротивление резисторов выбирают из соотношений

Кроме того, для выравнивания токов нагрузки трансформатора необходимо выполнить равенство

Из (10) и (11) следует, что напряжение в общей точке резисторов 3 и 4 равно

Us = С10з, а В ТОЧКЕ МЕЖДУ РЕЗИСтОРаМИ 4 и 5-Оз2 = C2Us. Следовательно, для получения точного результата измерения угловых перемещений ротора трансформатора об1693237

Формула изобретения работка сигналов должна производиться по. формуле (12) и»

Ч = агсщ

0с 0з

Составитель Ю.Лупичева

Редактор И,Горная Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н,Король

Заказ 4060 Тираж Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, /жгород, уп, Гагарина, 101

Формула реализуется в преобразователе сигналов датчика, построенного на известных принципах. Например, разность

U<: - 0, может быть получена с помощью

10 аналогового сумматора, а отношение

U» 1(0с — Usz) — с помощью преобразователя на основе RC-фазовращателей, Наибольшую эффективность предлагаемый способ имеет при использовании в устройствах с микропроцессорами и ЭВМ.

При реализации алгоритма (3) в таких устройствах постоянные коэффициенты заносят в память вычислителя, а обработку ведут по текущим значениям сигналов U< и U<, Способ обработки выходных сигналов синусно-косинусных преобразователей при инклинометрических измерениях, основанный на введение в выходной сигнал компенсирующей погрешность измерения поправки, которую формируют путем суммирования сигнала одного из каналов обработки с частью сигнала из другого канала обработки, пропорциональной зависимости

sin P, где P — угол электрической асимметрии синусно-косинусного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и увеличения точности за счет более точного определения поправки, последнюю формируют путем измерения отношения выходных сигналов синусно-косинусных преобразователей при двух углах, кратных 45, абсолютная разность между которыми составляет 90О, .