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实例分析一种基于DSP的张力、深度、速度测量系统解析
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2017-11-06
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摘 要：本系统用于油田测井过程中，对电缆所受的张力、油井的深度及电缆下井速度等参数的测量。重点阐述了系统结构及工作原理。同时，对测力传感器、测深编码器、系统硬件威廉希尔官方网站
设计及软件流程也做了介绍。该系统精度高、体积小、工作稳定。既能实时测量所测参数，又兼具“黑匣子”功能，能对数据进行24小时以内的记录，为事故分析提供可靠的依据，具有较高的工程应用价值。可用与所有测负荷，测长度，测速度的场合。
关键词：应变传感器，光电编码器，DSP，CPLD，I2C总线
1 引言
在油田测井过程中，地面操作人员需要知道油井的深度、电缆下井速度及电缆所承载的负荷。只有及时准确地掌握这些数据，才能使测井工作顺利进行，以保证测井过程安全可靠。因此，我们开发了基于DSP的张力、深度、速度测量系统。该系统准确度高，可靠性强，处理速度快，是地面操作人员理想的监测工具。
2 应变传感器及光电编码器
2.1 应变传感器
电缆所受张力使应变传感器产生机械变形，传感器将机械变形转化为电信号输出，从而测得张力。
。工作电压：直流１２V
。输出范围：０～１２mV
。输出灵敏度：１mv/v
2.2 光电编码器
将光电编码器的转轴同轴地固定在周长已知的量轮的圆心上，当量轮转动时编码器同步转动并输出脉冲信号。这样，一定的长度便对应一定数量的脉冲信号，通过计算脉冲信号便可换算出深度值。对单位时间的深度值采样便得到速度值。
。工作电压：直流5V
。工作电流：40mA
。脉冲类型：两路正交的脉冲信号，通过逻辑威廉希尔官方网站 可完成对光电编码器转动方向的识别和对深度脉冲的输出。
3 系统结构及工作原理
将应变传感器产生的毫伏信号输入到放大器进行放大，然后送入A/D转换器进行模数转换，转换成处二进制序列后送入DSP处理。为保证A/D转换的可靠性，采用V/F器件LM331实现模数转换，将电压信号转换为频率信号。此器件可靠性高，占用资源少。
由光电编码器产生的两路正交信号输入到CPLD，经处理后，产生两路信号。一路为辨向脉冲，用于识别光电编码器的转动方向。另一路为计数脉冲，用于完成深度参数的换算。两路脉冲均输入到DSP。见图1。
关键词：应变传感器，光电编码器，DSP，CPLD，I2C总线
1 引言
在油田测井过程中，地面操作人员需要知道油井的深度、电缆下井速度及电缆所承载的负荷。只有及时准确地掌握这些数据，才能使测井工作顺利进行，以保证测井过程安全可靠。因此，我们开发了基于DSP的张力、深度、速度测量系统。该系统准确度高，可靠性强，处理速度快，是地面操作人员理想的监测工具。
2 应变传感器及光电编码器
2.1 应变传感器
电缆所受张力使应变传感器产生机械变形，传感器将机械变形转化为电信号输出，从而测得张力。
。工作电压：直流１２V
。输出范围：０～１２mV
。输出灵敏度：１mv/v
2.2 光电编码器
将光电编码器的转轴同轴地固定在周长已知的量轮的圆心上，当量轮转动时编码器同步转动并输出脉冲信号。这样，一定的长度便对应一定数量的脉冲信号，通过计算脉冲信号便可换算出深度值。对单位时间的深度值采样便得到速度值。
。工作电压：直流5V
。工作电流：40mA
。脉冲类型：两路正交的脉冲信号，通过逻辑威廉希尔官方网站 可完成对光电编码器转动方向的识别和对深度脉冲的输出。
3 系统结构及工作原理
将应变传感器产生的毫伏信号输入到放大器进行放大，然后送入A/D转换器进行模数转换，转换成处二进制序列后送入DSP处理。为保证A/D转换的可靠性，采用V/F器件LM331实现模数转换，将电压信号转换为频率信号。此器件可靠性高，占用资源少。
由光电编码器产生的两路正交信号输入到CPLD，经处理后，产生两路信号。一路为辨向脉冲，用于识别光电编码器的转动方向。另一路为计数脉冲，用于完成深度参数的换算。两路脉冲均输入到DSP。见图1。
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