專利名稱：一種磁阻井徑測井儀角度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種磁阻井徑測井儀角度傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的井徑測井儀由兩部分組成。一部分是反映井徑變化的井下機械結(jié)構(gòu)，一部分是地面記錄部分；其中井下機械結(jié)構(gòu)包括把機械位移變成電信號的轉(zhuǎn)換裝置。常見的井徑儀有三或四個臂，在彈簧的作用下末端張開緊貼井壁。隨著井徑的變化，臂的末端也隨著張開或合攏，同時帶動電位器滑臂移動。于是井徑的變化就變成了電阻的變化。當通過電纜給電位器供電時，變化的電阻間電位差就反映了井徑的變化。地面記錄部分記錄電位差變化，事先經(jīng)過井徑規(guī)刻度，這個變化就是井徑大小?，F(xiàn)有的測量井徑變化通常采用電位器做傳感器。采用連桿式電位器作為傳感器，其缺點為需要進行內(nèi)外壓力平衡設(shè)計，且線性程度差，不耐腐蝕，由于采用皮囊結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場作業(yè)時出現(xiàn)故障的幾率較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有電位器傳感器存在的需要壓力平衡和不耐H2S腐蝕的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種新型的、耐高溫、抗腐蝕、高精度的磁阻井徑測井儀角度傳感器，所述傳感器包括磁阻雙橋和多級永磁環(huán)，所述多級永磁環(huán)固定在一個轉(zhuǎn)軸上，磁阻雙橋設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的一端。優(yōu)選地，所述磁阻雙橋的兩個橋臂設(shè)置在同一平面內(nèi)，且所述平面與多級永磁環(huán)所在的平面平行，并且兩個橋臂相位差為45°。優(yōu)選地，所述每個橋臂包括4個電阻，所述4個電阻兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)，所述并聯(lián)電路接在電源與地之間，兩個串聯(lián)支路的分壓作為所述橋臂的電壓輸出端。優(yōu)選地，所述同一橋臂內(nèi)的4個電阻阻值相同，且磁阻靈敏度相同。優(yōu)選地，所述傳感器還包括兩個運算放大器，所述兩個運算放大器分別連接在磁阻雙橋兩個橋臂的電壓輸出端。優(yōu)選地，所述傳感器還包括兩個處理電路，所述兩個處理電路分別串聯(lián)在兩個運算放大器的信號輸出端，所述處理電路用于消除固有零位偏差或進行電位轉(zhuǎn)換。 優(yōu)選地，兩個運算放大器為放大倍數(shù)相同的運算放大器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應用本實用新型實施例的磁阻井徑測井儀角度傳感器為無接觸式傳感器，不需要壓力平衡，沒有累積誤差，測量精度高，輸出的電信號隨轉(zhuǎn)動的角度呈現(xiàn)三角函數(shù)關(guān)系(正弦和余弦)。

圖I為本實用新型實施例的磁阻井徑測井儀角度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實用新型實施例的傳感器輸出信號波形圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。如圖1-2所示，本實用新型實施例的角度傳感器主要包括磁阻雙橋和多級永磁環(huán)。其中多級永磁環(huán)固定在一個轉(zhuǎn)軸上，磁阻雙橋設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的一端，所述磁阻雙橋包括兩個橋臂橋A和橋B，所述角度傳感器還包括兩個運算放大器和兩個處理電路，所述橋A和橋B設(shè)置在與多級永磁環(huán)所在平面平行的平面內(nèi)，并且相位差為45°，橋A包括4個電阻R1、R2、R3和R4，橋B包括4個電阻R1’、R2’、R3’和R4’。每個橋臂上的4個電阻兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)，并聯(lián)電路接在電源與地之間，兩個串聯(lián)支路的分壓作為所述橋臂的電壓輸出端，兩個運算放大器分別連接在橋A和橋B的電壓輸出端，兩個處理電路分別連接在兩個運算放大器的信號輸出端，所述處理電路用于消除固有零位偏差或進行電位轉(zhuǎn)換。其中同一橋臂內(nèi)的4個電阻阻值相同，且磁阻靈敏度相同,但橋A和橋B的電阻阻值可以不相同，即 Rl = R2 = R3 = R4, Rl’ = R2’ = R3’ = R4’，但 Rl 關(guān) R1’。在應用中，磁阻雙橋、運算放大器和處理電路部分安裝在一經(jīng)過精密設(shè)計得耐壓殼體內(nèi)，多級永磁環(huán)以轉(zhuǎn)軸方式固定在殼體外，隨與之相連的臂進行相應轉(zhuǎn)動，進行轉(zhuǎn)動角度的測量。本實用新型的實施例能夠精確測量井徑測井儀轉(zhuǎn)動的角度，并且結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，可罪性強，精度聞。雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求1.一種磁阻井徑測井儀角度傳感器，其特征在于，所述傳感器包括磁阻雙橋和多級永磁環(huán)，所述多級永磁環(huán)固定在一個轉(zhuǎn)軸上，磁阻雙橋設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器，其特征在于，所述磁阻雙橋的兩個橋臂設(shè)置在同一平面內(nèi)，且所述平面與多級永磁環(huán)所在的平面平行，并且兩個橋臂相位差為45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述每個橋臂包括4個電阻，所述4個電阻兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)，所述并聯(lián)電路接在電源與地之間，兩個串聯(lián)支路的分壓作為所述橋臂的電壓輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述同一橋臂內(nèi)的4個電阻阻值相同，且磁阻靈敏度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器還包括兩個運算放大器，所述兩個運算放大器分別連接在磁阻雙橋兩個橋臂的電壓輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器還包括兩個處理電路，所述兩個處理電路分別串聯(lián)在兩個運算放大器的信號輸出端，所述處理電路用于消除固有零位偏差或進行電位轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，兩個運算放大器為放大倍數(shù)相同的運算放大器。
專利摘要本實用新型公開了一種磁阻井徑測井儀角度傳感器，克服了現(xiàn)有電位器傳感器存在的需要壓力平衡和不耐H2S腐蝕的問題。所述傳感器包括磁阻雙橋和多級永磁環(huán)，所述多級永磁環(huán)固定在一個轉(zhuǎn)軸上，磁阻雙橋設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的一端。優(yōu)選地，所述磁阻雙橋的兩個橋臂設(shè)置在同一平面內(nèi)，且所述平面與多級永磁環(huán)所在的平面平行，并且兩個橋臂相位差為45°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應用本實用新型實施例的磁阻井徑測井儀角度傳感器為無接觸式傳感器，不需要壓力平衡，沒有累積誤差，測量精度高，輸出的電信號隨轉(zhuǎn)動的角度呈現(xiàn)三角函數(shù)關(guān)系。
文檔編號E21B47/085GK202731897SQ20122037987
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者陳國棟, 王祥, 尚景玉, 宋濱濱, 王建紅 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司