Преобразователь зенитного угла

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛА, содержащий синусно-косинусный трансформатор, генератор, подключенный к синусно-косинусному трансформатору , усилители, подключенные входёши к обмоткам синусно-косинусного трансформатора, a выходами к RC-фазовращателю , преобразователь фазавременной интервал, подключенный входом к фазовргицателю, a выходом к регистрируклцему устройству, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения зенитного угла,- он снабжен индуктивностью и четырьмя резисторами, при этом один ка резисторов подключен к роторной обмотке синусно-косинусного трансфор матора остальные резисторы соединяют выход генератора со статорными рбi мотками синусно-косинусного трансформатора и индуктивностью, a усили (Л тели выполнены по дифференциальной схеме,причем инвертирующий вход одного из усилителей и неинвертирующий вход другого подключены к статорным а обмоткам синусно-косинусного трансс форматора, a остальные входы усилителей объединены и подключены к индуктивности .

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

MUIII

PECANSËÈÍ

3QQ E 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3312990/22-03 (22) 07.07.81 (46) 30 03 83 ° Бюл В 12 (72) Н.П.Рогатых . (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622 ° 242(088.j3) (561. 1. Авторское свидетельство CCCPl

Р 492649, кл. E„ 21 В 47/02,1974.

2. Автоуское 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.— Геофиз. аппаратура, вып.71, Л., Недра, 1980, с. 134-139.

4. Баканов М.В., Лыска В.A. u

Алексеев В.В. Информационные микро„машины следящих и счетно-решающих систем.- Элементы радиоэлектронной аппаратуры ., вып. 36, М., : Сов. радио . ., 1977 ° с. 8. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО

УГЛА, содержащий синусно-косинусный трансформатор, генератор, подключен- ный к синусно-косинусному трансфор„.SU„„1 04 1 А матору, усилители, подключенные входами к обмоткам синусно-косинусного трансформатора, а выходами к RC-фазовращателю, преобразователь фазавременной ийтервал, подключенный входом к фазовращателю, а выходом к регистрирующему устройству, о тл и ч а ю шийся 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 трансфор матора, остальные резисторы соединяют выход генератора со статорными рбмотками синусно-косинусного транс- ф 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.

1008431

Изобретение относится к-нефтепро" мысловой геофизике и может использоваться для измерения отклонения оси буровых 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 для контроля комплекса параметров тра- 10 ектории скважины, содержащее датчик кривизны, датчик азимута, преобразователь угла поворота, выполненный в виде синусно-косинусного трансформатора 1.2 . 15

Недостатком известных устройств является невозможность определения углов ориентации скважинного прибора без дополнительных преобразований.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой преобразователь зенитного угла инклинометра, содержащий синуснокосинусный трансформатор СКВТ (дат- чик зенитного угла), генератор, подключенный к CKBT усилители, подключенные входами к обмоткам СКВТ, а выходами к RC-фазовращателю, преобразователь фаза-временной интервал, подключенный входом к фазовращателю, а выходом — к регистрирующему устройству (3 )

Недостатком известного устройст- ° ва является низкая точность измерения зенитного угла иэ-эа неточной установки ротора СКВТ под действием эксцентричного груза, что объясняется трением в скользящих контактах и подшипниках СКВТ, а наличие скользящих контактов понижает надежность 40 устройства. Низкая точность известного устройства определяется также отличием огибающих выходных напряжений CKBT от гармонического сигнала иэ-за наличия поперечной реак- 45 ции якоря (статора) СКВТ f4.g.

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерения зе-, нитного угла.

Указанная 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 RCфаэовращателю, преобразователь фаза-временной интервал, подключенный входом к фазовращателю, а выходом60 к регистрирующему устройству, снабжен индуктивностью и четырьмя ре-: зисторами, при этом один иэ резисторов подключен к роторной обмотке. синусно-косинусного трансформатора, g5 остальные резисторы соединяют выход генератора со статорными обмотками синусно-косинусного трансформатора и индуктивностью, а усилители выполнены по дифференциальной схеме, причем инвертирующий вход одного из ,усилителей и неинвертирующий вход др гого подключены к статорным об- моткам синусно-косинусного трансфор1 матора, а остальные входы усилителей объединены и подключены к индуктив-. ности

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя зенитного угла.

Преобразователь зенитного угла содержит синусно-косинусный трансформатор l (датчик угла), индуктивность 2, резисторы 3-6, генератор 7, усилители 8 и 9 RC-вращатель 10, преобразователь фаза-временной интервал 11, регистрирующее устройство 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 7 записывает через резисторы 4-6 соответственно статорные обмотки CKBT 1 и индуктивность переменным током, при этом обмотки

CKBT и индуктивность, а также резисторы образуют делители напряжения. При повороте ротора СКВТ 1 под действием эксцентричного груза ме- няются взаимоиндуктивности между, статорными и роторной обмотками, а следовательно индуктивные сопротивле-, ния статорйых обмоток и напряжения н.а них.

Пренебрегая разбросом. параметров

СКВТ, можно представить напряжения на его статорных обмотках в виде

О = 2„2„2 +Х -Й2„2 - (2ЙХ sine

@sin(9-45 ))! (g)

О =г(2 (2„7 +х )-Йх 2 +Г2кх саь6к к sizz (6-+S p7, (2)

2 где а=2. (Е. Ед+X>); U — напряжение генератора Т;2 полное сопротивление контура статорной обмотки CKBT) 22— полное сопротивление контура роторной обмотки Х вЂ” максимальное сопротивление взаимоиндуктивности между статорной и роторной обмотками; R — сопротивление резисторов 4б;8 — зенитный угол.

Величина индуктивности 2 выбирается такой, чтобы нацряжение на ней было равно- () =0 =0 при 9 =45, т.е.

u,=" tz,(z,zz+х„,)-Rz,zzl. (з)

В результате суммировайия с соответствующими знаками напряжений Uz, U Ц2в усилителях S и 9 напряжения

1008431

Составитель М. Карбачинская

Редактор A.Èoòûëü Техред Л.Пекарь. Корректор С.Шекмар

Заказ 2297/44 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 на .выходе последних могут быть представлены в виде (6ЫХ 8 К ) Кх зИ)Юзов (6-45 ); (4)

И =К вЂ” "я рХ .зВзв(Е-45 ), (S) S

ВЮХ9 8

; где К вЂ” коэффициент усиления усилите-: лей 8 и 9.

Эти напряжения поступают на RCфазовращатель, настроенный на часто- 10 ту генератора. 7 (IOR %„0= 1 ), в результате чего фаза выходного напряжения фазовращателя изменяется пропорционально.зенитному углу

0 -U

Ч = О"СЬ О вых8 вых9 9-45о (Ц

1в "вых8- выл

Выходное напряжение фазовращателя

10 и напряжения генератора, фаза между которыми меняется пропорционально зенитному углу, поступают на входы преобразователя фаза-временной интервал ll, формирующий последо вательность 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- З5 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 выходных

1 напряжений усилителей 8 и 9 принципиально являются гармоническими функциями в отличие от выходных напряжений

СКВТ в устройстве, описанн м в (3 J, которые могут быть представлены в виде (4)

И =К ОзпЕ! .Всо В; ()

Т

02= К V.сов 8/1+ ЬзИРО < (8) где k — коэффициент трансформации

СКВТ;

 — коэффициент, зависящий от нагрузки CKBT (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 6 =45

Лабораторные испытания показали, что точность измерения зенитного угла с помощью предлагаемого устройства зависит от класса точности примеI ,няемого СКВТ и составляет 12 для

СКВТ класса точности 0,5.