基于動調陀螺測斜儀控制電路的研究.pdf

1、動調陀螺測斜儀是一種測量井下方位的儀器，它的核心部件是一個動調陀螺儀和兩個石英加速度計，它們兩兩正交裝配。動調式陀螺儀測量地球自轉角速度的水平分量和垂直分量；兩個加速度計分別測量當地重力加速度的水平分量和垂直分量。由動調陀螺儀和加速度計構成的慣性元件所測得的上述四個敏感參量，借助于一定的算法解算，就可以得到油氣田工程勘探中所需要的傾斜角、方位角和工具面角。
　　論文首先闡述了陀螺儀的工作原理，分析了各種類型陀螺儀的構成，通過比較各

2、種陀螺儀工作時的優(yōu)缺點，確立了測斜儀中陀螺儀的選型。其次，論文分析了各種類型的加速度計，通過比較各種類型加速度計的優(yōu)缺點，確立了測斜儀中加速度計的選型。在此基礎上，論文詳細研究了基于動調陀螺測斜儀控制電路的硬、軟件設計，它包括力反饋系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)。其中，力反饋系統(tǒng)由前置放大、帶通濾波、相敏解調、校正網絡和功率放大等環(huán)節(jié)組成，它是動調陀螺測斜儀非常關鍵的部分之一；數據采集系統(tǒng)則由信號預處理電路、模擬多路復用器、跟隨器、A/D采樣芯片以

3、及CPLD芯片組成；與基于MCU的數據采集系統(tǒng)相比較，基于 CPLD的數據采集系統(tǒng)的抗干擾能力可以得到顯著的提高。數據采集系統(tǒng)的時序控制是利用VHDL語言在QuartusⅡ5.0的平臺上進行設計并實現的?；趧诱{陀螺測斜儀控制電路的硬、軟件設計完成后，將其安裝于陀螺測斜儀中，由此開展了實驗室測試和現場測試的工作。性能測試結果表明，方位角誤差小于1°，傾斜角誤差小于1°，基本達到了油氣藏勘探的工程需要（方位角誤差≤±2°、傾斜角誤差≤1°