Преобразователь приращения активного сопротивления в код Советский патент 1983 года по МПК G01R27/02 G01K7/16 

Изобретение относится к электро змерительной технике, в частности к области преобразования в код прира щения активного сопротивления и параметров, преобразуемых в приращение активного сопротивления, например те пературы в скважинах. Известен преобразователь пр1иращений активного сопротивления, содержащий преобразуемый и образцовый резисторы, одножильный бронированный кабель, блок управления, генератор опорной частоты, счетчик, преобразователь напряжения в длительность импульса, выход которого соединен с управляющим входом вентиля, второй вход | оторого подключен к выходу генератора опорной частоты, а его выход соединен с входом счетчика Г1|. Недостатком данного преобразователя является то, что для окончатель ной обработки необходимо проведение ряда промежуточных вычислений по спе циальным формулам, что усложняет прр цесс дальнейшего преобразования и снижает его достоверность. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь приращения активного сопротивления, содержащий две цепи выпрямления,, в одну из которых включен преобразуемый, а в другую образцовый резисторы, одножильный бронированный кабель, блок управления, счетчик, генератор опорной частоты, преобразователь напряжения в длительность импульса, вентиль, интегратор, вход которого соединен с центральной жилой кабеля, к которой также подсоединен выход -генератора импульсов тока Г2 1. Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная наличием постоянной ; составляющей помехи в кабеле, вызванной, например, естественным стационарным электрическим полем.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь приращения .активного сопротивления в код, содержащий генератор импульсов тока, выход которого соединен с входом блока управления и через бронированный Кабель с двумя параллельными цепями выпрямления, первая из которых состоит из последовательно соединенных диода и преобразуемого резистору, а вторая - из последовательно соединенных диода и эталонного резистора, анод первого диода и катод второго диода подключены к центральной жиле бронированного кабеля, а вторые выводы преобразуемого и эталонного резисторов подключены к броне кабеля, преобразователь напряжения в длительность импульса, выход которого соединен с управляющим входом вентиля, второй вход которого подключен к выходу Генератора опорной частоти, а выход вентиля соединен с первым входом счетчика, интегратор, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в длительность импульсов, выходы блока управления соединены с управляющими входами генератора импульсов тока, интегратора, счетчика и преобразователя напряжения в длительность импульсов, причем все блоки имеют общую точку с броней кабеля, введены усилитель и два ключа, соединенные последовательно, причем вход первого ключа и вход усилителя подключены к выходу генератора импульсов тока, выход усилителя соединен с входом второго ключа, общие выходы ключей соединены с входом интегратора, управляющие входы ключей соединены с выходами блока управления, усилитель также подключен к броне кабеля.

На фиг. 1 изображена блок-схема преобразователя приращения активного сопротивления а КОД} на фиг. 2временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь приращения активного сопротивления в код содержит генератор импульсов тока 1, бронированный кабель 2, две цепи выпрямления, одна из которых состоит из диода 3 и преобразуемого резистора , другая - из диода 5 и эталонного резистора 6, усилитель 7, ключи 8 и 9

интегратор 10, блок управления 11, счетчик 12, преобразователь напря ченйя в длительность импульсов 13, вентиль 1, генератор опорной частоты 15.

Преобразователь приращения активного сопротивления в код: работает следующим образом.

В момент времени t блоки управления 11 вырабатывают импульс управления (фиг, 2е), под действием которого замыкается ключ 8, и импульс управления (фиг. 2а), который фронтом устанавливает на нуль интегратор 10

а срезом в момент t, запускает генератор импульсов тока 1, формирующий прямоугольный двухполярный импульс тока (фиг. 26) амплитудой 1 и длительностью 2. Положительный импульс

тока длительностью Т проходит через кабель 2 и цепь выпрямления, содержащую преобразуемый резистор k, при этом на входе интегратора 10 образуется прямоугольный импульс напряжения U-I (фиг. 2в) .

U,0(R +RJ4E,

где R - сопротивление кабеля 2;

R, - сопротивление преобразуемого резистора k; . Е - ЭДС помехи естественного

электрического поля. Отрицательный импульс тока длительностью Т проходит через кабель 2 и цепь выпрямления, содержащую эталонный резистор 6, образуя при этом на входе интегратора 10 прямоугольный импульс напряжения Uj

U.,0(R tRohE ,

где RQ - сопротивление образцового

резистора 6.

В момент tj окончания отрицательного импульса тока блок управления

11 прекращает вырабатывать импульс управления (фиг. 2е), ключ8 размыкается, и вырабатывается импульс управления длительностью t (фиг. 2д), который фронтом устанавливает на

нуль счетчик 12 и замыкает ключ 9. При этом на вход интегратора 10 поступает напряжение 1)3

11 1 рВх

«

где k/i - коэффициент передачи усилителя 7, сопротивление уси лителя 7. При условии Rgx к.)1 напряжен на входе интегратора 10 равно Uj,e. в момент t блок управления 11 прекращает вырабатывать импульс уп равления (фиг, 2д), срез которого запускает преобразователь напряжения 13, при этом ключ 9 размыкается, обеспечивая вход интегратора 1 При этом напряжение на выходе инте ратора 10 равно t.+t t.+2ir Uj «5 к. t. t,+T- SP(Vx)) S i 4№o) (2)3 где К2 - масштабный коэффициент ин тегратора 10; ДВ - преобразуемое приращение а кти вно го tonpoTH вления. Преобразователь 13 формирует им пульс длительностью Т (фиг. 2ж), открывающий вентиЛь Id где KI - масштабный коэффициент пр образователя 13-. За время Т с генератора опорной частоты 15 через открытый вентиль на вход счетчика 12 поступает п им пульсов, , где f - частота генератора 15. Чтобы избавиться от ЭДС помехи естественного электрического поля, достаточно выбрать коэффициент передачи К усилителя 7 равным минус 2, тогда Код на выходе счетчика 12 где Кд - масштабный коэффициент счетчика 12, или с учетом K Kj-К(|.ТПлВ 1« N 1,-aR . Таким образом, в преобразовател устраняется влияние на точность пр образования напряжения помехи в линии связи, вызванногоналичием как переменных электрических полей с периодом колебаний, кратнь№ времени одного такта интегрирования (например, поля тока промышленной частоты), так и стационарных электрических полей (например ЭДС естественной поляризации горных пород). формула изобретения Преобразователь приращения актив- , ного сопротивления в код, содержащий генератор импульсов тока, выход которого соединен с входом блока управлеияи через бронированный кабель с двумя параллельными цепями выпрямления, первая из которых состоит из после- i довательно соединенных диода и преобразуемого резистора, а вторая - из по следовательно -соединенных диода и эталонного резистора, анод первого диода и катод второго дирда подключены к центральной жиле бронированного кабеля, а вторые выводы преобразуемого и эталонного резисторов подключены к броне кабеля преобразователь напряжения 8 длительность импульса,- выход которого соединен с управляющим входом вентиля, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной ча,стоты, а выход вентиля соединен с первь1М входом счетчика, интегратор, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в длительность импульсов, выходы блока управления соеди- , нены сугфавляющими входами генератора импульсов тока, интегратора, счетчика и преобразователя напряжения в длительность; импульса, причем все блоки имеют общую точку с броней кабеля, отличающийся тем, что, с целью повьаиения помехоустойчивости, введены усилитель и два ключа, соединенные последовательно, причем вход первого ключа и вход усилителя подключены к выходу генератора импульсов тока, выход усилителя соединен с вхо дом второго ключа, общие выходы ключей соединены с входом интегратора, управ ляющие входы клочей соединены с вы одами блока управления, усилитель также подключен к броне кабеля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР tf 236061, кл. G 01 К 7/20, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 615367, КЛ. G 01 К 7/16, 1976 (прототип).