Преобразователь зенитного угла

СОЮЗ СОНЕТСНИХШИцъюбнеепРЕСПУБЛИК 359 Е 21 В 47/02 ОПИСА ИЗОБРЕТЕЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ юл. В ЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(,5 б 1. 1. Авторское свидетельство СССР Р 492649, кл. Е 21 В 47/02,1974,2. Авторское свидетельство СССР У 486132 кл, Е 21 В 47/022, 1972,3. Ковшов Г.Н, Сергеев А.Н. и Рогатых Н.П. Цифровой преобразователь зенитного угла инклинометра. - ффГеофиз. аппаратурами, вып.71, Л.,ф Недра ф, 1980, с. 134-139.4. Баканов М.В., Лыска В.Аи Алексеев ВВ. Информационные микро" машины следящих и счетно-решающих систем.-Элементы радиоэлектрон" ной аппаратуры 1, вып. 36, М., :ффСов. радио, 1977с. 8. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛА, содержащий синусно-косинусный трансформатор, генератор, подключенный к синусно"косинусному трансфор.801 0 4 1 А матору, усилители, подключенные входами к обмоткам синусно-косинусного трансформатора, а выходами к ВС-Фазовращателю, преобразователь фаза- временной ийтервал, подключенный входом к фазовращателю, а выходом к регистрирующему устройству, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения зенитного угла,. он снабжен индуктивностью и четырьмя резисторами, при этом один из резисторов подключен к роторной обмотке синусно-косинусного трансформатора, остальные резисторы соединяют выход генератора со статорными рбмотками синусно-косинусного транс-Форматора и индуктивностью, а усилители выполнены по дифференциальной схеме, причем инвертирующнй вход одного из усилителей и неинвертирующий С вход другого подключены к статорным обмоткам синусно-косинусного транс- Я форматора, а остальные входы усилителей объединены и подключены к индуктивности.Изобретение относится к нефтепро"мыслоной геофизике и может использоваться для измерения отклонения осибуровых скважин от вертикали.Известно устройство для измерения угла наклона скважины, содержа,щее корпус, укрепленный на кардан-,ном подвесе, магнитный маятник и,преобразователь угла наклона,Известно также устройство дляконтроля комплекса параметров тра- Оектории скважины, . содержащеедатчик кривизны, датчик азимута, преобразователь угла поворота,выполненный в виде синусно-косинусного трансформатора 1,21 . 15Недостатком известных устройствявляется невозможность определенияуглов ориентации скважинного прибора без дополнительных преобразований.20Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является цифровой преобразователь зенитного угла инклинометра, содержащий синуснокосинусный трансформатор СКВТ (дат-чик зенитного угла), генератор, подключенный к СКВТ усилители, подключенные входами к обмоткам СКВТ, авыходами к ЙС-фазовращателю, преобразователь фаза-временной интервал,подключенный входом к фазовращателю,а выходом - к регистрирующему устройству 3Недостатком известного устройст-ва является низкая точность измерениязенитного угла иэ-эа неточной установки ротора СКВТ под действием эксцентричного груза, что объясняетсятрением в скользящих контактах и подшипниках СКВТ, а наличие скользящих контаКтов понижает надежность 40устройства. Низкая точность известного устройстна определяется такжеотличием огибающих выходных напряжений СКВТ от гармонического сигнала иэ-за наличия поперечной реакции якоря (статора) СКВТ 4.).Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения зе-, нитного угла.50Указанная цель достигается тем, что преобразователь зенитного угла, содержащий синусно-косинусный трансформатор, генератор, подключенный к синусно-косинусному трансформатору, усилители, подключенные входами к обмоткам синусно-косинусного трансформатора, а выходами к ВС- фаэовращателю, преобразователь фаза-временной интервал, подключенный входом к фазовращателю, а выходом 60 к регистрирующему устройству, снабжен индуктинностью и четырьмя резисторами, при этом один иэ резисторов подключен к роторной обмотке. синусно-косинусного трансФорматора, 65 остальные резисторы соединяют выходгенератора со статорными обмоткамисинусно-косинусного трансформатораи индуктинностью, а усилители выполнены.по дифференциальной схеме,причем инвертирующий вход одного из,усилителей и неинвертирующий входдргого подключены к статорным об-моткам синусно-косинусного трансфор 1матора, а остальные входы усилителейобъединены и подключены к индуктив-.ностиНа чертеже представлена функцио"нальная схема преобразователя зенитного угла.Преобразователь зенитного угласодержит синусно-косинусный трансформатор 1 (датчик угла), индуктивность 2, резисторы 3-6, генератор 7,усилители 8 и 9 г ВС-вращатель 10,преобразователь фаза-временной интервал 11, регистрирующее устройство 12Преобразователь работает следующим образом,Генератор 7 записывает через резисторы 4-6 соответственно статорные обмотки СКВТ 1 и индуктинностьпеременным током, при этом обмоткиСКВТ и индуктивность, а также резисторы образуют делители напряжения. При повороте ротора СКВТ 1 поддействием эксцентричного груза ме-няются взаимоиндуктинности между, статорными и роторной обмотками, аследовательно индуктивные сопротивле-,ния статорйых обмоток и напряжениян.а них.Пренебрегая разбросом. параметровСКВТ, можно представить напряженияна его статорных обмотках в видеО = 222 +Х -Й 22 -ЗГ 2 ЙХ Мн 6хв 4 п 9-4 ы)31 (11о:" г(гу х)-йгз йкх иве.к задач (6-+5 ОД,(22ггде Ье 2, (Е.,Ед+Х); О - напряжение генератора Т;2: полное сопротивлениеконтура статорной обмотки СКВТ) 22 -полное сопротивление контура роторной обмотки Х) - максимальное сопротивление взаимоиндуктивностимежду статорной и роторной обмотками; В - сопротивление резисторов 4 б;9 - зенитный угол.Величина индуктивности 2 выбирается такой, чтобы нацряжение на нейбыло равно Ч)=0 :П при 9:45 , т.е. В результате суммировайия с соответствующими знаками напряжений 1)д, П ,Ц 2 в усилителях 8 и 9 напряжения1008431 Составитель М.КарбачинскаяРедактор А.Мотыль Техред Л.пекарь, Корректор С.Шекмар Заказ 2297/44 Тираж 601 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная,4 на .выходе последних могут быть представлены в видех 8=Куй РМ зВОз 1 в 6-45); 14)0 =К - Я КХ со 5991 п 19-45), 5) 5ВЬФХ 9 Ю Пф,где К - коэффициент усиления усилите-: лей 8 и 9.Эти напряжения поступают на ВС- фазовращатель, настроенный на частб О ту генератора, 7 (ШР, %0=1), в резуль. тате чего фаза выходного напряжения фазовращателя изменяется пропорционально.зенитному углу150 -Оч = -цЭыХ 8 Вых 9 О 4 оВЫ%8 ВЬЮ 9 Выходное напряжение фазовращателя О 10 и напряжения генератора 7, фаза между которыми меняется пропорционально зенитному углу, поступают на входы преобразователя фаза-временной интервал 11, формирующий последовательность импульсов с длительностью, ;пропорциональной зенитному углу, В регистрирующем устройстве 12 временной интервал заполняется импульсами высокой частоты, которые преобразуются в код путем подсчета, а также производится усреднение и индикация результата измерения.Предлагаемый преобразователь зенитного угла отличается от известных уст-. ройств тем,что в нем отсутствуют сколь- З 5 эящие контакты,что повышает точность установки ротора СКВТ под действиеМ эксцентричного груза, а значит и точность измерения зенитного угла, а также надежность устройства. Кроме того, точность предлагаемого устройства выше, чем у известных устройств так как огибающие выходных1напряжений усилителей 8 и 9 принципиально являются гармоническими функциями в отличие от выходных напряжений СКВТ в устройстве, описаннм в 3, которые могут быть представлены в виде (4)2Ц:К ОВ 1 пЕ+Всоь В; (т 1ТО =К Цсоэ 81+ ВВИРВ, (,8) где К - коэффициент трансформацииСКВТ;В - коэффициент, зависящий отнагрузки СКВТ (входного сопротивления усилителей) и определяющий степень приближения огибающих выходных напряжений СКВТ к гармо-, ническому сигналу.Необходимо отметить, что вместо эквивалентной индуктивности 2, с целью повышения точности, может быть применен:дополнительный. СКВТ с жесткозаку репленным ротором в положении 645Лабораторные испытания показали, что точность измерения зенитного угла с помощью предлагаемого устройства зависит от класса точности приме,няемого СКВТ и составляет 12 для СКВТ класса точности 0,5.