Датчик угла отклонения от вертикали

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень17Дата опубликования описания 09.05.80 ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г. Н. Ковшов, Б. В. Лавров и Г. Ф. Кузнецов Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР(54) ДАТЧИК УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ВЕРТИКАЛИ Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в системах автоматического управления проводки наклонно направленных скважин.Известны датчики отклонения от вертикали, содержащие карданный подвес, маятник, феррозонд и источник магнитного поля 1. Датчик имеет нелинейную характеристику преобразования при больших углах отклонения от вертикали и большую дополнительную погрешность от колебания тока возбуждения феррозонда. Известен также датчик угла отклонения от вертикали, содержащий гравитационный ориентатор, состоящий из наружной и внутренней маятниковой рамок, выполненных в виде чашеобразной сферической поверхности и шара, источник магнитного поля, в качестве которого применен электромагнит с полюсными наконечниками и установленный между полюсными наконечниками кольцевой феррозонд, имеющий первичную тороидальную обмотку и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки 12. Датчик имеет большую дополнительнуюпогрешность от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания электромагнита.Цель изобретения - повышение точностиизмерения за счет уменьшения погрешностей от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания источника магнитного поля.Поставленная цель достигается тем, чтоисточник магнитного поля выполнен в виде соленоида, который установлен на наружной рамке соосно с ней, а кольцевой феррозонд установлен на внутренней рамке, причем ось вращения последней совпадает с осью феррозонда.На чертеже изображена кинематическаясхема датчика угла отклонения от вертикали.Датчик содержит наружную рамку 1 ивнутреннюю маятниковую рамку 2, составляющие гравитационный ориентатор. На наружной рамке соосно с ее осью вращения укреплен соленоид 3. На внутренней маятниковой рамке 2 установлен кольцевой ферро зонд 4. Ось феррозонда 4 совпадает с осьювращения внутренней маятниковой рамки 2.Феррозонд 4 имеет первичную тороидальную обмотку 5 и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки 6..Датчик работает следующим образом.Соленоид 3, подключенный к источнику постоянного тока, создает магнитное поле, вектор напряженности которого направлен по оси вращения наружной рамки. Взаимно перпендикулярные вторичные обмотки ферро зонда подключены к генератору двухфазного тока и создают магнитное поле, вектор напряженности которого вращается с постоянной угловой скоростью в плоскости феррозонда. Подмагничивание сердечника ферро 10 зонда осуществляется магнитным полем, равным сумме постоянного поля соленоида и вращающегося поля. В результате с первичной тороидальной обмотки снимается электрический сигнал, изменяющийся по синусоиде, максимум которой соответствует согласному, а минимум - встречному направлению постоянного и вращающегося полей.При отклонении датчика от вертикали на некоторый угол фаза синусоиды пропорциональна этому углу.В описываемом датчике осуществляется фазовый метод измерения угла отклонения от вертикали. Информацию об угле отклонения несет не амплитуда, а фаза выходного сигнала феррозонда, которая зависит лишь от взаимного углового положения феррозонда и соленоида и практически не зависит от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания источника магнитного поля. Датчик угла отклонения от вертикали,содержащий наружную и внутреннюю маятниковую рамку, источник магнитного поляи кольцевой феррозонд, имеющий первичнуюторроидальную и две взаимно перпендикулярные обмотки, отличающийся тем, что,с целью повышения точности измерения засчет уменьшения погрешности от колебанийтока возбуждения феррозонда и питанияисточника магнитного поля, источник магнитного поля выполнен в виде соленоида, который установлен на наружной рамке сооснос ней, а кольцевой феррозонд установленна внутренней рамке, причем ось вращенияпоследней совпадает с осью феррозонда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР492649, кл. Е 21 В 47/02, 04.11.75.2. Авторское свидетельство СССР488915, кл. Е 21 В 47/02, 25.10.75 (прототип).Составитель И. Карбачинская Редактор С. Титова Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи Заказ 1688/23 Тираж 626 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4